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膵臓癌の全生存率はわずか9％で、治療は非常に困難だ。しかし、患者が死に至るのは、一般的には原発巣ではなく、癌が発見を逃れて他の臓器に転移する能力のせいである。オクラホマ大学医学部の研究チームは、膵臓癌の細胞が全身に広がる能力に新たな光を当てた研究結果を、消化器系疾患に関する世界的な学術誌であるGastroenterology誌の2021年4月1日号に発表した。この論文は、「亜鉛によるZEB1およびYAP1の共活性化制御が、膵臓癌の上皮間葉転換の可塑性と転移を促進する（Zinc-Dependent Regulation of ZEB1 and YAP1 Coactivation Promotes Epithelial-Mesenchymal Transition Plasticity and Metastasis in Pancreatic Cancer） 」と題されている。   転移がなぜ起こるのかを理解することは、転移を阻止する治療戦略を開発する上で非常に重要である。本研究は、科学者のMin Li博士と医師科学者のCourtney Houchen博士（写真）が中心となり、亜鉛を全身に運ぶタンパク質であるZIP4を中心に行われた。亜鉛は健康に重要だが、重金属である亜鉛を摂りすぎると問題が生じる。   今回の研究では、ZIP4が膵臓癌患者で過剰に発現すると、腫瘍細胞が体内の他の臓器に密かに移動できるような形に変化することを本質的に促していることがわかった。科学的に言えば、腫瘍細胞は上皮性から間葉性の表現型に移行する。「腫瘍細胞が上皮型から間葉型に移行するということは、腫瘍細胞が免疫系や化学療法などの監視を全力で回避することを意味している。」とLi博士は述べている。「腫瘍細胞はより回避的になり、血管に侵入することができるようになり、体内のどこにでも行くことができるように

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カリフォルニア大学サンフランシスコ校（UCSF）とホワイトヘッド研究所の研究者らはCRISPRの基本的な構造を修正して、ゲノムを超えて、エピゲノム（DNAに引っかかり、遺伝子のスイッチをいつどこで入れるかを制御するタンパク質や小分子）にまでその範囲を広げる方法を見つけ出した。2021年4月9日付のCell誌に掲載された論文で、「CRISPRoff」と呼ばれる新しいCRISPRベースのツールを紹介している。このツールを使えば、遺伝コードに一度も手を加えることなく、ヒト細胞内のほとんどすべての遺伝子のスイッチを切ることができる。エピゲノムは、ウイルス感染から癌まで、多くの疾患で中心的な役割を果たしているため、CRISPRoff技術は強力なエピジェネティック治療法につながる可能性がある。   CRISPRoffは、ゲノムに不要な変化を与える可能性があるDNAの編集を伴わないため、従来のCRISPR治療薬に比べて安全性が高いと考えられている。 UCSFのヘレン・ディラー・ファミリー総合癌センターの教授で、今回の論文の共同執筆者であるLuke Gilbert 博士は、「遺伝子治療や細胞治療は未来の医療だが、ゲノムを恒久的に変化させることには潜在的な安全性の問題があり、そのため我々はCRISPRを使って病気を治療する別の方法を考え出そうとしている」と述べている。このCell誌の論文は「CRISPRを用いたエピゲノム編集によるゲノムワイドなプログラム可能な転写メモリー（Genome-Wide Programmable Transcriptional Memory by CRISPR-Based Epigenome Editing）」と題されている。従来のCRISPRは、遺伝子編集ツールとして有効な2つの分子ハードウェアを備えている。1つはDNAを切り取る酵素で、これによりCRISP

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外科的に腫瘍を取り除けなかった進行したメラノーマに対して、新しい組み合わせの薬物療法が安全かつ有効であることが初期の結果で示された。この併用療法は、生きた風邪のウイルスであるコクサッキーウイルスが、癌細胞に感染して死滅させるという潜在的な価値を実証した初めての試みの一つであると研究者らは述べている。また、ニューヨーク大学ランゴーン・ヘルスのパールマター癌センターの研究者が中心となって実施した第1相試験では、このようなオンコロイドウイルスが、体の免疫防御システムが癌細胞を検出して殺すのを助け、広く使用されている癌治療法の作用を安全に高めることができることを示した初めての試験でもある。   現在、このような免疫療法は、それを受けた患者の3分の1強にしかメラノーマの腫瘍を縮小させる効果がない。今回の研究結果では、実験的なコクサッキーウイルス薬V937の注射を、ペンブロやキイトルーダとして知られる免疫療法薬のペンブロリズマブと併用することで、良好な忍容性が得られた。 さらに、この併用療法は、少なくとも2年間、数週間ごとに治療を受けた36人の男女の約半数（47％）において、メラノーマの腫瘍を縮小させた。研究者らによると、発疹や疲労感などのほとんどの副作用は最小限であったが、13人（36％）の患者に肝臓、胃、肺で重篤な免疫反応が見られ、これはペンブロリズマブ単独で起こることが知られている副作用とは異なるという。4月10日に開催された米国癌研究会（AACR）2021年バーチャル年次総会（第1週：4月9日～14日、第2週：5月17日～21日）で発表された本研究では、両方の薬剤を投与された8名（22％）の患者が皮膚癌の兆候が残らない完全寛解に至ったことも明らかになった。 本研究の主任研究員であり、ニューヨーク大学グロスマン医科大学教授、パールマターがんセンター臨床研究副部長で腫瘍内科

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ノースカロライナ州立大学の研究者らは、再開通した血管が狭くなるのを防ぐとともに、血液が不足している虚血組織に再生幹細胞由来の治療を行うことができる「スマートリリース」トリガーを備えたエクソソームコーティングステントを開発した。この研究は、2021年4月5日にNature Biomedical Engineering誌のオンライン版に掲載された。この論文は、「虚血性傷害後の血管治癒のための エクソソーム 溶出ステント （Exosome-Eluting Stents for Vascular Healing After Ischaemic Injury）」と題されている。ノースカロライナ州立大学のポスドク研究員であるShiqi Hu氏（PhD）とZhenhua Li氏（PhD）が共同筆頭著者だ。 閉塞した動脈を開通させる血管形成術では、多くの場合、金属製のステントを留置して動脈壁を補強し、閉塞部分の除去後に動脈が崩壊するのを防ぐ。しかし、ステントを留置すると、通常、血管壁に傷がつき、その傷を修復しようと平滑筋細胞が増殖し、その部位に移動する。 その結果、血管形成術で開いた血管が再び狭くなってしまう「再狭窄」が生じる。この研究の責任著者であるKe Cheng博士は、「ステントが引き起こす炎症反応は、ステントの効果を低下させる可能性がある」と述べている。「理想的には、平滑筋細胞が過剰に反応して増殖するのを止め、内皮細胞がステントを覆うようにすることができれば、炎症反応が緩和され、再狭窄を防ぐことができるだろう」。Cheng博士は、ノースカロライナ州立大学の再生医療におけるRandall B. Terry Jr.特別教授であり、ノースカロライナ州立大学/UNC-Chapel Hill合同の生物医学工学部門の教授でもある。現在、細胞の増殖を抑制する薬剤を塗布した薬剤溶出性ステ

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アルツハイマー型認知症に関連する希少なゲノム変異を発見するために、世界で初めて全ゲノム配列解析を行い、13個の変異が同定された。また、この研究では、アルツハイマー病と、神経細胞間の情報伝達を担うシナプスの機能や、神経細胞が脳の神経ネットワークを再構築する能力である神経可塑性との間に、新たな遺伝的関連性があることが明らかになった。これらの発見は、この壊滅的な神経疾患に対する新しい治療法の開発に役立つ可能性がある。マサチューセッツ総合病院（MGH）、ハーバード大学T.H.チャン公衆衛生大学院、ベス・イスラエル・ディーコネス・メディカル・センターの研究者らは、これらの発見をAlzheimer's & Dementia誌（ The Journal of the Alzheimer's Association ）で報告した。   2021年4月2日にオンラインで公開されたこのオープンアクセスの論文は、「全ゲノム塩基配列解析により、シナプス機能および神経細胞の発達に関連する遺伝子に、新たなアルツハイマー病関連の希少変異が発見される（Whole-Genome Sequencing Reveals New Alzheimer's Disease-Associated Rare Variants in Loci Related to Synaptic Function and Neuronal Development）」と題されている。MGHでは、過去40年間にわたり、神経学の副主任であり、同病院の遺伝学・加齢研究ユニットのディレクターであるRudolph Tanzi 博士が中心となって、アルツハイマー型認知症の遺伝的起源に関する研究を先駆的に行ってきた。特に、Tanzi博士らは、アミロイドタンパク（A4）前駆体（APP）やプレセニリン遺伝子（PSEN1およびPSEN2）など、早

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湿疹、またはアトピー性皮膚炎（AD）は、"発疹する痒み "と呼ばれることがある。多くの場合、発疹が出る前にかゆみが始まり、多くの場合、皮膚疾患のかゆみは本当に消えることはない。米国では、約960万人の子どもと約1,650万人の大人がADに罹患しており、患者のQOL（生活の質）に深刻な影響を与えている。掻きたくなるような不快な感覚については多くのことが解明されているが、慢性的な痒みについては多くの謎が残されており、治療の難しさが指摘されている。2021年3月30日にPNASのオンライン版に掲載された、ブリガム・アンド・ウィメンズ病院とハーバード・メディカル・スクールによる論文は、痒みの根本的なメカニズムについて新たな手がかりを提供するものである。 この論文は「CysLT2R受容体はロイコトリエンC4主導の急性および慢性のかゆみを媒介する（The CysLT2R Receptor Mediates Leukotriene C4-Driven Acute and Chronic Itch）」と題されている。この研究成果は、システインロイコトリエン受容体2（CysLT2R）と呼ばれる重要な分子が、難治性の慢性的なかゆみに対する新たな標的となる可能性を示唆している。共同執筆者のK. Frank Austen博士（ブリガム大学アレルギー・臨床免疫学部門上級医師）は、「アトピー性皮膚炎では、かゆみがひどく、病気を悪化させることがある」と述べている。Austen博士は、ハーバード・メディカル・スクールのアストラゼネカ名誉教授（呼吸器・炎症疾患）でもある。「1つは科学への興味で、私は数十年前に現在のシステインロイコトリエン経路の研究に迷い込み、それ以来ずっと追求してきた。2つ目の理由は痒みで、その原因と神経細胞との関連性を理解することだ」。Austen博士と彼の研究室は、アレルギー性炎症の

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イタリアの研究者らは、乳癌の成長を促進し、治療後に腫瘍の再発を開始する癌幹細胞の集団を維持するのに役立つ一対のマイクロRNA分子を特定した。この研究は、2021年4月2日にJournal of Cell Biology（JCB）のオンライン版に掲載されたもので、これらのマイクロRNAを標的とすることで、癌幹細胞が一部の化学療法に対して感受性を高め、侵攻型乳癌患者の予後を改善できる可能性があることを明らかにした。このオープンアクセス論文は「miR-146は乳がんにおける幹細胞のアイデンティティと代謝および薬剤耐性を結びつける(miR-146 Connects Stem Cell Identity with Metabolism and Pharmacological Resistance in Breast Cancer)」と題されている。 多くの腫瘍には、腫瘍の成長を開始し、腫瘍に見られる様々な種類の細胞を生み出す少数の癌幹細胞が存在する。さらに、癌幹細胞は放射線治療や化学療法に抵抗性を示すことが多いため、初期治療後も生き残り、腫瘍の再発や転移を促進することがある。例えば、乳癌では、癌幹細胞が比較的多く存在する腫瘍は、癌幹細胞が少ない腫瘍に比べて予後が非常に悪い。したがって、乳癌やその他の腫瘍の治療を成功させるためには、これらの幹細胞を除去することが重要であると考えられる。腫瘍内での癌幹細胞の存続を助ける分子の1つに、マイクロRNAがある。この短いRNA分子は、タンパク質をコードする何百もの長い「メッセンジャー」RNAのレベルを調節することで、細胞の運命やアイデンティティを制御する。「我々は、正常な乳腺幹細胞の維持に必要なマイクロRNAのうち、癌幹細胞に継承され、乳癌の治療標的となりうるものを特定したいと考えた」と、イタリア工科大学（ミラノ）ゲノム科学センターの主任研究者

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テキサス大学サウスウエスタン校（UTSW）の研究チームは、哺乳類の受精卵が初期に発生してできる胚盤胞に似た生物学的構造を生成した。研究チームは、研究のために提供された胚から得られたヒト胚性幹細胞と、成人の細胞から生成されたヒト誘導多能性幹細胞（総称してヒト多能性幹細胞と呼ぶ）を用いて、この研究を行った。この研究成果は、2021年3月17日にNature誌のオンライン版に掲載され、ヒトの初期発生、妊娠損失、および発達障害の研究に新たな方法を提供する可能性がある。   このNature誌の論文は「ヒト多能性幹細胞から生成された胚盤胞様構造体(Blastocyst-like structures generated from human pluripotent stem cell)」と題されている。UTSW大学分子生物学助教授のJun Wu 博士 は、「胚盤胞に似た形態をしているが、胚盤胞のような構造物は胎児にまで成長することはない」と述べている。「胚盤胞の発生に関する体外の生物学的モデルを持つことは、ヒトの胚に頼らずにヒトの発生を理解するためのギャップを埋めるために非常に重要だ」とWu博士は語った。ヒトの多能性幹細胞（発生の初期段階にある細胞）は、体のさまざまな組織のほとんどすべてになる可能性を秘めている。しかし、この細胞が胚盤胞（受胎後約5日目に形成され、子宮壁に着床する中空のボール状の初期胚）に成長するために、どのような分子シグナルが重要なのかは分かっていなかった。胚盤胞の研究には、これまで不妊治療で廃棄・提供された胚が用いられてきたが、これは倫理的に問題のある希少な資源だ。胚盤胞には、エピブラスト、ハイポブラスト、トロフォブラストという3種類の主な細胞が含まれている。エピブラストは胚性幹細胞の代表格であり、さまざまな成熟組織を形成するとWu博士は説明する。そのため、研

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悪性黒色腫患者の癌幹細胞（cancer stem cells :CSC）から放出された エクソソーム は、分化した悪性黒色腫細胞からのエクソソームとは異なる分子組成を持つことが新しい研究で明らかになった。これらの異なる分子は、血液中のエクソソームでも検出可能であり、悪性黒色腫患者では健常者と比べて違いがあることがわかった。このことから、これらの分子は、悪性黒色腫の診断や予後を判定するためのバイオマーカーとして適していると考えられるという。本研究成果は、Molecular Oncology誌のオンライン版に2020年10月14日に掲載された。 このオープンアクセスの論文は「悪性黒色腫患者の癌幹細胞由来の エクソソーム のメタボロームプロファイル（Metabolomic Profile of Cancer Stem Cell-Derived Exosomes from Patients with Malignant Melanoma）」と題されている。悪性黒色腫は、最も悪性度の高い皮膚癌の一つであり、近年、世界中でその罹患率が増加している。悪性黒色腫は、最初の症状が現れるのが遅いこと、効果的な治療法がないこと、転移能力が高いこと、そしてこの癌を発見するのが難しいことなどが、この疾患の生命を脅かす性質と重症度を高める要因となっている。悪性黒色腫の診断には、悪性黒色腫の初期段階を正確に知らせ、発見された患者がどのように進展するかを予測する指標（バイオマーカー）がないため、残念ながら問題が続いている。この種の癌を深刻な病気にしているのは、癌幹細胞（CSC）と呼ばれる、腫瘍内に存在し、幹細胞の典型的な特徴を持つ細胞のサブ集団が一因である可能性がある。このCSCは、腫瘍の発生、維持、進行、転移、再発に関与しており、たとえ腫瘍が消滅した後であっても同様である。今回、スペインのグラナ

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バーミンガム大学が主導する英国トップクラスのラグビー選手に関する研究は、唾液を用いて脳震盪を正確に診断する方法を特定し、スポーツやその他の環境で使用するための脳震盪の最初の非侵襲的臨床検査の道を開くものだ。この研究は、ラグビーフットボールユニオン、プレミアシップラグビー、Marker Diagnostics社と共同で実施された。外傷性脳損傷後に唾液中の特定の分子（マイクロRNA）の濃度が急速に変化することを特定した以前の研究に続き、研究者らはこれらの「バイオマーカー」がスポーツ関連の脳震盪の診断テストとして使用できるかどうかを確認するため精鋭ラグビーチームでの3年間の研究に着手した。バーミンガム大学の研究室でDNAシーケンス技術を使用し、英国ラグビーの上位2リーグであるプレミアシップとチャンピオンシップで競う1,028人のプロの男子ラグビー選手からの唾液サンプルでこれらのバイオマーカーをテストした。   2021年3月にBritish Journal of Sports Medicineにオンラインで公開されたSCRUM（Study of Concussion in Rugby Union through MicroRNAs）の結果は、特定の唾液バイオマーカーを使用して、プレーヤーが脳震盪したかどうかを示すことができることを初めて示した。さらに、研究によると、これらのバイオマーカーは、外傷の直後から数時間、さらには数日後まで、傷害に対する身体の反応についてさらに洞察を提供することがわかっている。 このオープンアクセス論文は、「男性アスリートの唾液における脳震盪のユニークな診断シグネチャー：マイクロRNAを介したラグビーユニオンにおける脳震盪の研究 (Unique Diagnostic Signatures of Concussion in the Saliva of M

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ベイラー医科大学とテキサスチルドレンズホスピタル（NRI）のJan and Dan Duncan 神経研究所の研究者は、マウスとヒトにおけるMecp2 / MECP2の適切な発現に必要なDNAの2つの領域を特定し特徴づけた。2021年3月18日にGenes＆Developmentのオンラインで公開されたこれらの調査結果は、これらのDNA領域の機能と、レット症候群やMECP2重複症候群などの知的障害の診断および治療的介入の潜在的な標的となる可能性があることを明らかにするのに役立つ。 この新論文は「Mecp2の発現と神経機能に影響を与える保存された非コードシス調節エレメントの同定と特性評価（Identification and characterization of conserved noncoding cis-regulatory elements that impact Mecp2 expression and neurological functions）」と題されている。 これらの知的障害は両方とも、適切な脳機能のための正確なMECP2タンパク質レベルが重要である例だ。 このタンパク質の減少はレット症候群を引き起こし、このタンパク質の増加はMECP2重複症候群を引き起こす。どちらも、学習障害、自閉症の特徴、運動障害を特徴とする重度の神経障害だ。 ベイラー大学教授でNRI所長そしてハワードヒューズ医学研究所の研究者であるHuda Zoghbi医学博士（写真）は、このタンパク質をコードするRNAのレベルがどのように調節されているのかを理解することの重要性を強調した。彼女のラボの研究者は、変異するとMECP2 RNAおよびタンパク質レベルの減少または増加をもたらし、それぞれレット症候群およびMECP2重複症候群に見られる部分的な行動障害をもたらす2つのDNA領域を特定し

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コロナウイルスは、いばらの冠に似た密集した表面受容体を備えた構造をしている。 これらのスパイク状タンパク質は健康な細胞をしっかり掴み、ウイルスRNAの侵入を引き起こす。 ウイルスの形状と感染戦略は一般的に理解されているが、その物理的完全性についてはほとんど知られていない。MITの機械工学科の研究者による新研究は、コロナウイルスが医用画像診断で使用される周波数内で超音波振動に対して脆弱である可能性があることを示唆している。 チームは、コンピューターシミュレーションを通じて、超音波周波数の範囲にわたる振動に対するウイルスの機械的応答をモデル化した。 彼らは、25〜100メガヘルツの振動が、ウイルスの殻とスパイクを崩壊させ、何分の1ミリ秒以内に破裂を引き起こすことを発見した。 この効果は、空気中および水中のウイルスのシミュレーションで見られた。 この結果は暫定的なものであり、ウイルスの物理的特性に関する限られたデータに基づいている。 しかしこの研究者らは、この発見は、新規のSARS-CoV-2ウイルスを含むコロナウイルスの超音波ベースの治療の可能性についての最初のヒントであると述べている。 超音波をどれだけ正確に投与できるか、そして人体の複雑さの中でウイルスに損傷を与えるのにどれほど効果的かは、科学者が今後取り組む必要のある主要な課題の1つだ。「超音波励起下でコロナウイルスの殻とスパイクが振動し、その振動の振幅が非常に大きくなり、ウイルスの特定の部分を破壊する可能性のあるひずみを生成し、外殻に目に見える損傷を与え、場合によっては目に見えない内部のRNAに損傷を与えることを証明した。」とMITの応用力学教授であるTomasz Wierzbicki博士は述べている。 「我々の論文がさまざまな分野にわたる議論を開始することを願っている。」チームの結果は、2021年2月18日にJour

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マルセル・プルーストの小説「失われたときを求めて」にはマドレーヌで記憶がよみがえり紅茶のカップから記憶が溢れ出てくるという章があるように、匂いは強力に記憶を呼び起こすことができる。 ノースウェスタン大学ファインバーグ医学部の研究者らによって執筆された新論文は、脳がどのように匂いがそれらの記憶を非常に強力に引き出すことを可能にするかについての神経基盤を特定した最初のものである。この論文は、海馬と人間の嗅覚領域との間の独特の接続性を示している。 この新研究は、脳の記憶領域への嗅覚による特権的アクセスの神経生物学的基礎を示唆している。 この研究では、視覚、聴覚、触覚、嗅覚などの一次感覚野と海馬の関係を比較し、嗅覚が最も強い接続性を持っていることが分かったという。 これは匂いから海馬までの高速道路のようなものだ。 ノースウェスタン大学ファインバーグ医学部の神経学助教授であるChristina Zelano 博士は、次のように述べている。 「視覚、聴覚、触覚はすべて、新皮質が拡大するにつれて脳内で再ルーティングされ、直接ではなく、中間の連合皮質を介して海馬に接続した。我々のデータは、嗅覚がこの再ルーティングを受けず海馬への直接アクセスを維持した ことを示唆している。」2021年2月25日にNeurobiologyのオンラインで公開されたこの論文は「ヒトの海馬の接続性は他の感覚系よりも嗅覚が強い（Human Hippocampal Connectivity Is Stronger in Olfaction Than Other Sensory Systems）」と題されている。COVID-19では、嗅覚喪失が蔓延しており、匂いが我々の脳にどのように影響するか（記憶、認知など）を理解することがこれまで以上に重要になっているとZelano 博士は述べている。 「COVID関連の嗅覚喪失の

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テキサス大学医学部サウスウェスタンメディカルスクール（UTSW）とインディアナ大学の研究者は遺伝子工学を使い、マウス脊髄の瘢痕形成細胞を再プログラムすることで新しい神経細胞を作成し、脊髄損傷後の回復を促進することを示した。 2021年3月5日にCell Stem Cellのオンラインで公開された調査結果は、毎年脊髄損傷に苦しむ世界中の何十万人もの人々に希望を与える可能性がある。この論文は「NG2グリアのin vivoリプログラミングが脊髄損傷後の成人の神経新生と機能回復を可能にする（In vivo Reprogramming of NG2 Glia Enables Adult Neurogenesis and Functional Recovery Following Spinal Cord Injury）」と題されている。 UTSW分子生物学教授でこの研究リーダーのChun-Li Zhang博士は、「一部の体組織の細胞は、損傷後に増殖し、治癒の一環として死んだ細胞や損傷した細胞に取って代わるが、脊髄は通常は損傷後に新しいニューロンを生成せず、回復への重要な障害になっている。」と説明した。脊髄は脳と体の他の部分との間の信号リレーとして機能するため、自己修復できないと、これら2つの領域間の通信が永久に停止し、麻痺、感覚の喪失、場合によっては呼吸や心拍数を制御できないなど生命を脅かす結果につながると彼は付け加えている。Zhang 博士は、脳は新しい神経細胞を生成する能力が限られており、異なる再生経路をオンにするために前駆細胞に依存していると述べている。 彼と彼の同僚は、この知識からインスピレーションを得て、脊髄で同様の再生の可能性がある細胞を探した。 彼らは、脊髄損傷のマウスモデルを使用して、動物の損傷した脊髄を調べ、通常は未成熟なニューロンに見られるマーカーを探した。 Z

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Nsp1と呼ばれるコロナウイルスタンパク質が遺伝子の活性をどのように抑制し、ウイルス複製を促進するかを特定する研究は、新しい COVID-19 治療への希望をもたらすものだ。 パンデミックが始まって以来、科学者らは、 COVID-19 の原因となるコロナウイルスであるSARS-CoV-2を理解するために果てしなく取り組んできた。ワクチンの登場にもかかわらず、ウイルスはまだ蔓延しており、代替療法を開発する必要がある。 テキサス大学医学部サウスウェスタンメディカルスクール（UTSW）の研究者らは、SARS-CoV-2がどのように細胞に感染し、体の自然な免疫系を避けながら増殖するのかを研究することで、これを達成したいと考えている。 サイエンスアドバンシスの2021年2月5日号に発表されたオープンアクセスの論文は「SARS-CoV-2のNsp1タンパク質がmRNAエクスポート機構を破壊して宿主遺伝子の発現を阻害する（Nsp1 Protein of SARS-CoV-2 Disrupts the mRNA Export Machinery to Inhibit Host Gene Expression）」と題されている。「ウイルスが細胞に感染した場合、宿主細胞が反応する方法は、ウイルス感染に対抗するために特定の方法で細胞経路（またはネットワーク）を変更することだ。 ウイルスはこれらの経路の多くを標的にして、自身の複製を促進することができる」と、UTSWの細胞生物学教授で論文の責任著者であるBeatriz Fontoura博士（写真）は述べている。 ウイルスは、宿主細胞の遺伝子を抑制して自分の遺伝子を優先することで複製する。これを行う1つの方法は、細胞の核から細胞質と呼ばれる別の区画へのメッセンジャーRNA（mRNA）のエクスポートをブロックすることだ。 これらのmRNAのいく

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最大6年をかけて腎臓移植を待った患者は、移植を受けたとしても、最大20パーセントの患者が拒絶反応を経験する。移植片拒絶反応は、レシピエントの免疫細胞が新たに受け取った腎臓を外来臓器として認識し、ドナーの抗原を受け入れることを拒否した場合に発生する。腎臓拒絶反応を検査するための現在の方法には、侵襲的な生検手順が含まれ、患者は数日間入院させられる。Exosome Diagnostics社とブリガムアンドウィメンズ病院による研究では、尿サンプルからの エクソソーム （mRNAを含む可能性のある小さな小胞）を使用して移植拒絶反応をテストする新しい非侵襲的方法が提案された。彼らの調査結果は、2021年3月2日にJournal of the American Society of Nephrologyのオンラインで公開された。 このオープンアクセスの論文は「ヒト腎移植拒絶の診断のための尿中エクソソームmRNAシグネチャーの発見と検証（Discovery and Validation of a Urinary Exosome mRNA Signature for the Diagnosis of Human Kidney Transplant Rejection）」と題されている。「我々の目標は、不必要な生検を行わずに患者を監視するためのより良いツールを開発することだ。我々は拒絶反応を早期に検出するよう努めているため、瘢痕が発生する前に治療することができる」 「拒絶反応が治療されない場合、それは瘢痕化および完全な腎不全につながる可能性がある。これらの問題のために、レシピエントは生涯にわたる課題に直面する可能性がある。」とブリガムの腎移植部門の准医師であり、ハーバード大学医学部の准教授であるJamil Azzi医学博士（写真）は述べた。今まで医師は、移植レシピエントがドナー臓器を拒

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スターウォーズのジェダイが「フォース」を使って遠くから物体を制御するのと同じように、科学者は光または「オプティカルフォース」を使って非常に小さな粒子を動かすことができる。 「光ピンセット」として知られるこの画期的なレーザー技術の発明者は、2018年のノーベル物理学賞を受賞した。 光ピンセットは、金原子などのナノ粒子を組み立てて操作するために、生物学、医学、および材料科学で使用される。 ただし、この技術は、トラップされた粒子と周囲の環境の屈折特性の違いに依存している。現在、科学者らは、背景環境と同じ屈折特性を持つ粒子を操作して、根本的な技術的課題を克服できる新しい技術を発見した。   「高度にドープされたアップコンバージョンナノ粒子を使用した屈折率の不一致を超えた光ピンセット（Optical Tweezers Beyond Refractive Index Mismatch Using Highly Doped Upconversion Nanoparticles）」と題されたこの研究 は、2021年2月18日にNature Nanotechnology のオンラインで公開された。「この画期的な進歩は、特に医学などの分野で大きな可能性を秘めている」と、シドニー工科大学（UTS）の共著者であるFanWang医学博士は述べている。 「DNA鎖や細胞内酵素など、細胞内の微細な物体の力を押したり、引いたり、測定したりする機能は、糖尿病や癌などのさまざまな病気の理解と治療に進歩をもたらす可能性がある。従来の機械式マイクロプローブを使用した細胞操作は侵襲的であり、位置決めの分解能は低い。細胞内の分子運動タンパク質の力などには使えず、細胞膜の剛性などを測定することしかできない。」と彼は述べた。 研究チームは、ナノ結晶に希土類金属イオンをドープすることにより、ナノ粒子の屈折特性と発光を

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ベイラー医科大学の研究者らは、攻撃的なヒトの癌からのプロテオミクス、またはすべてのタンパク質データの分析が、潜在的な新しい治療標的を特定するための有用なアプローチであることを示した。 2021年2月24日にOncogeneのオンラインで公開された論文で、研究した7つの癌タイプのそれぞれに対する侵攻性疾患の臨床的測定における発見を報告した。いくつかのシグネチャは、異なるタイプの癌の間で共有され、代謝が変化した細胞経路が含まれていた。 重要なことに、この実験結果は、それらのプロテオミクス解析アプローチが潜在的な治療標的を特定するための貴重な戦略であるという概念実証を提供した。このOncogeneの論文は、「質量分析に基づくグレードとステージのプロテオミクス相関により、攻撃的なヒトの癌に関連する経路とキナーゼが明らかに（Mass-Spectrometry-Based Proteomic Correlates of Grade and Stage Reveal Pathways and Kinases Associated With Aggressive Human Cancers.）」と題されている。 「この研究には2つの注目すべき側面がある。1つは、攻撃的な形態の癌に関連して発現したタンパク質を探し、癌のプロテオミクスの状況を調査したことだ」と、共同執筆者でベイラー医科大学のダンL.ダンカン総合癌センターの医学および癌バイオインフォマティクスの共同ディレクターであるChad Creighton博士（写真）は述べた。 「我々は、臨床プロテオミクス腫瘍分析コンソーシアム（the Clinical Proteomic Tumor Analysis Consortium: CPTAC）によって提供された7つの異なる癌タイプ（乳房、結腸、肺、腎臓、卵巣、子宮、および小児神経膠腫）を含む

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アミロイド斑は、アルツハイマー病の病理学的特徴であり、誤って折りたたまれたタンパク質の塊が脳に蓄積し、ニューロンを破壊して殺し、広範な神経障害の特徴である進行性の認知障害を引き起こす。2021年3月2日にJournal of Experimental Medicine（JEM）にオンラインで公開された新研究は、 カリフォルニア大学サンディエゴ校医学部、マサチューセッツ総合病院などの研究者によって、老人斑の形成に関与する重要な酵素を阻害するのではなく、調節することによってアルツハイマー病を予防できる新薬を特定したというものだ。このオープンアクセスの論文は、「アルツハイマー病予防のための強力なγ-セクレターゼモジュレーターの前臨床検証（Preclinical Validation of a Potent γ-Secretase Modulator for Alzheimer’s Disease Prevention.）」と題されている。 げっ歯類とサルを使用した研究で、研究者らは、この薬が安全で効果的であることがわかったと報告し、ヒトでの可能な臨床試験への道を開いた。「アルツハイマー病は非常に複雑で多面的な状態であり、これまでのところ、予防はもちろんのこと、効果的な治療に挑戦してきた」と、カリフォルニア大学サンディエゴ校医学部神経科学科教授のSteven L. Wagner博士は述べている 。「我々の調査結果は、アルツハイマー病の重要な要素の1つを防ぐ可能性のある潜在的な治療法を示唆している。」 アミロイド斑は、アミロイドベータ（Aβ）ペプチドと呼ばれる小さなタンパク質断片で構成されている。 これらのペプチドは、β-セクレターゼおよびγ-セクレターゼと呼ばれる酵素によって生成される。これらの酵素は、ニューロンの表面でアミロイド前駆体タンパク質と呼ばれるタンパク質を順次切断し

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ノースウェスタン大学の研究者は、ALS（筋萎縮性側索硬化症・ルーゲーリック病としても知られる）の主要な原因である上位運動ニューロンの進行中の変性を排除する最初の化合物を特定した。これは、その犠牲者に麻痺を引き起こす迅速で致命的な神経変性疾患だ。ALSに加えて、上位運動ニューロン変性は、遺伝性痙性対麻痺（HSP）や原発性側索硬化症（PLS）などの他の運動ニューロン疾患も引き起こす。ALSでは、脳の運動開始神経細胞（上位運動ニューロン）と脊髄の筋肉制御神経細胞（下位運動ニューロン）が死ぬ。 この病気は急速に進行して麻痺と死をもたらす。 これまでのところ、ALSの脳成分に対する薬や治療法はなく、HSPまたはPLS患者に対する薬もない。「上位運動ニューロンは運動の開始と調節に関与し、それらの変性はALSの初期のイベントだが、これまでのところ、健康を改善するための治療オプションはなかった」とノースウエスタン大学ファインバーグ医学部の神経学准教授であるHande Ozdinler 博士は述べている。「我々は、病気になった上位運動ニューロンの健康を改善する最初の化合物を特定した。」 この研究は、2021年2月23日にClinical and Translational Medicineのオンラインで公開された。 このオープンアクセスの論文は「ミトコンドリアとERの安定性の改善が、mSOD1の毒性とTDP-43の病理によって発生する上位運動ニューロンの変性を排除するのに役立つ（Improving Mitochondria and ER Stability Helps Eliminate Upper Motor Neuron Degeneration That Occurs Due to mSOD1 toxicity and TDP‐43 Pathology）」と題されている 。 ノースウ

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アルツハイマー病や筋萎縮性側索硬化症（ALS）（ルーゲーリック病とも呼ばれる）などの神経変性疾患の一般的な特徴は、脳と脊髄全体にわたるシナプス（脳細胞間のコミュニケーションの解剖学的部位）の進行性の損失だ。通常、シナプス損失は、記憶喪失や麻痺などの疾患の症状が出現する前に蔓延する。 脳機能が深刻に低下し始める前に広範なシナプス損失が存在する必要があるという事実は、神経系が深い機能的予備力を維持し、損傷が転換点を通過して脳の回復力が低下し始めるまで、すべてが正常に機能し続けることを示唆している。   しかし、この機能的予備力は、進行中の脳変性に直面して、どの程度正確に回復力を与えるのだろうか？ この予備力の違いが、ALSのある人が数か月以内に衰退して死亡する理由と、天体物理学者のSteven Hawking博士（写真）のように何十年も生きられた理由を説明できるだろうか？ そして、この機能的予備力を高める治療は、Hawking博士と同じく、より多くの患者が生存するのに役立つのだろうか？カリフォルニア大学サンフランシスコ校（UCSF）の神経科学者Graeme Davis 博士が、2020年5月6日にNeuronのオンラインで公開した新研究で、神経変性によって活性化されALSの動物モデルにおける疾患の進行を遅らせるように作用するシナプス内の強力な自己修正メカニズムを特定した。 この自己修正メカニズムを選択的に排除すると、マウスのALSの進行が劇的に加速し、寿命が50％短くなった。このNeuronの論文は、「シナプス前恒常性は、ALS様変性のマウスモデルにおける疾患の進行に対抗する：恒常性神経保護のエビデンス（Presynaptic Homeostasis Opposes Disease Progression in Mouse Models of ALS-Like Degene

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最近発表された結果によると、Sean M. Healey＆AMG Center for ALS for Massachusetts General Hospital（MGH）およびAmylyx Pharmaceuticals Inc.（薬剤を製造した会社）による臨床試験の結果、実験的に組み合わせた薬で筋萎縮性側索硬化症（ALS）またはルーゲーリック病（37歳でALSで亡くなった野球選手（写真）にちなんで名付けられた）と呼ばれる神経変性疾患の進行を遅らせることができたという。ニューイングランドジャーナルオブメディシンの2020年9月3日号で報告されたこの調査結果は、治療法が知られておらず、動き、話し、食べ、さらには呼吸する個人の能力を徐々に妨げる致命的な状態のALS患者の治療がいつか可能になることを期待している。 AMX0035と呼ばれる経口薬は、フェニル酪酸ナトリウムとタウルソジオールの2つの薬の組み合わせで、それぞれ神経細胞死を防ぐために重要な、異なる細胞成分を標的としている。 AMX0035は、ALSおよびその他の神経変性疾患における小胞体およびミトコンドリア依存性の神経変性経路を標的としている。 このNEJMの論文は「フェニル酪酸ナトリウムの試験-筋萎縮性側索硬化症に対するタウルソジオール（Trial of Sodium Phenylbutyrate–Taurursodiol for Amyotrophic Lateral Sclerosis）」と題されており、「ALSとの戦いにおける漸進的利益（Incremental Gains in the Battle Against ALS）」と題された関連記事が付いている。 臨床試験では、137人のALS参加者が2対1の比率でランダム化され、AMX0035またはプラセボが投与された。 6か月以上にわたって、AMX0035

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国際研究チームは、オマキザルのゲノムを初めて配列決定し、これらの動物の長寿と大きな脳の進化についての新しい遺伝的手がかりを明らかにした。2021年2月16日にPNASのオンラインで公開されたこの仕事は、カナダのカルガリー大学の研究者が主導し、リバプール大学の研究者も参加した。 このオープンアクセスの論文は、「fecalFACSで明らかにされたオマキザルの生態学的柔軟性、大きな脳、および長命のゲノミクス（The Genomics of Ecological Flexibility, Large Brains, and Long Lives in Capuchin Monkeys Revealed with fecalFACS.）」と題されている。「オマキザルはサルの中で相対的な脳のサイズが最も大きく、体のサイズが小さいにもかかわらず50歳を超えて生きることができるが、その遺伝的基盤はこれまで未踏のままだった。」と、リバプール大学で老化研究を行う共著者のJoao Pedro DeMagalhaes教授は説明した。研究者らは、これらの特性の進化を探求するために、白い顔をしたオマキザル（Cebus imitator）のリファレンスゲノムアセンブリを開発し、注釈を付けた。 科学者らは、多種多様な哺乳類にまたがる比較ゲノミクスアプローチを通じて、長寿と脳の発達に関連する進化的選択の下にある遺伝子を特定した。「両方の形質の根底にある遺伝子にポジティブセレクションのサインが見つかった。これは、そのような形質がどのように進化するかをよりよく理解するのに役立つ。さらに、熱帯雨林と 季節的乾林のオマキザルの集団を調べることにより、干ばつと季節の環境への遺伝的適応の証拠を見つけた。」とオマキザルの行動と遺伝学を約20年間研究しているカルガリー大学のAmanda Melin 博士は語った。  

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COVID-19 を引き起こすウイルスであるSARS-CoV-2は、感染後にさまざまな方法で人々に影響を与える。 軽度の症状しか見られない、またはまったく症状が見られない人もいれば、入院を必要とするほどになり、呼吸不全を発症して死亡する人もいる。沖縄科学技術大学院大学（OIST）とドイツのマックスプランク進化生物学研究所の研究者らは、COVID-19で深刻な病気になるリスクを約20％減らす、ネアンデルタール人から受け継がれた遺伝子グループを発見した。「もちろん、高齢や糖尿病などの基礎疾患などの他の要因は、感染した個人の病気に大きな影響を及ぼす」と、OISTでヒト進化ゲノミクスユニットを率いるSvante Pääbo教授は述べている。「しかし、遺伝的要因も重要な役割を果たしており、これらのいくつかはネアンデルタール人から現代人に渡されたものだ。」 昨年、Pääbo教授と彼の同僚であるHugo Zeberg教授は、Natureで、これまでに特定されたウイルスに感染したときに重度のCOVID-19を発症するリスクを2倍にする最大の遺伝的危険因子はネアンデルタール人から受け継がれたことを報告していた。彼らの最新の研究は、重度のCOVID-19を発症した2,244人のゲノム配列を収集した英国のGenetics of Mortality in Critical Care（GenOMICC）コンソーシアムから昨年12月に発表された新しい研究に基づいている。 この英国の研究は、個人がウイルスにどのように反応するかに影響を与える4つの染色体上の追加の遺伝子領域を特定した。2021年2月16日にPNAS のオンラインで公開された研究で、Pääbo教授とZeberg教授は、新たに特定された領域の1つが変異体を持っていることを示している。これは、3人のネアンデルタール人（クロアチアの約50,0

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カリフォルニア大学サンディエゴ校（UCSD）のエンジニアは、首に装着して血圧と心拍数を継続的に追跡しながら、装着者のブドウ糖をはじめ、乳酸塩、アルコール、またカフェインレベルも測定できる、柔らかく伸縮性のあるスキンパッチ（写真）を開発した。 これは、人体の心臓血管信号と複数の生化学的レベルを同時に監視する初のウェアラブルデバイスだ。「このタイプのウェアラブルデバイスは、基礎疾患のある人々が定期的に自分の健康状態を監視するのに非常に役立つ」と、UCSDのナノエンジニアリング博士課程の学生でネイチャーバイオメディカルエンジニアリングの2021年 2月15日にオンライン公開された研究の共同筆頭著者であるLuYin氏は述べている。このオープンアクセスの論文は、「血行動態と代謝のバイオマーカーを同時にモニタリングするための表皮パッチ（An Epidermal Patch for the Simultaneous Monitoring of Haemodynamic and Metabolic Biomarkers.）」と題されている。 「それは、特に人々が COVID-19 パンデミック下で病院への訪問を最小限に抑えている、遠隔患者モニタリングのための素晴らしいツールとしても役立つだろう。」 このようなデバイスは、高血圧と糖尿病を管理している個人、つまり COVID-19 で深刻な病気になるリスクが高い個人に役立つ可能性がある。 また、乳酸値の急激な上昇を伴う血圧の突然の低下を特徴とする敗血症の発症を検出するために使用することもできる。すべて行うことができる1つの柔らかい皮膚パッチは、血圧やその他のバイタルサインの継続的な監視を必要とするNICUの乳児を含む集中治療室の患者にとっても便利な代替手段を提供する。 現在これらの手順には、患者の動脈の奥深くにカテーテルを挿入し、患者を複数

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豚はおそらく飛ぶことはできないだろうが、新研究では、イノシシ属内のいくつかの種が驚くべきレベルの行動的および精神的柔軟性を持っているかもしれないことを明らかにしている。 2021年2月11日にFrontiers in Psychologyのオンラインで公開された研究では、4頭の豚が簡単なジョイスティック対応のビデオゲームをプレイできるかどうかをテストした。 この論文は「豚（イノシシ）によるジョイスティック操作のビデオタスクの取得（Acquisition of a Joystick-Operated Video Task by Pigs (Sus scrofa).）」と題されている。知能を分析するためにヒト以外の霊長類に通常与えられるタスクの器用さは限られているにもかかわらず、各動物はある程度の概念的理解を示した。 この研究には、ハムレットとオムレツという名前の2頭のヨークシャー豚と、エボニーとアイボリーという名前の2頭のパネピントミニ豚が含まれていた。 4匹の動物はすべて、実験の最初の段階で、コンピューターのモニターの前でジョイスティックに近づき、鼻を使って操作するように訓練された。次に、ジョイスティックを使用して画面上の最大4つのターゲット壁に向かってカーソルを移動するビデオゲームのプレイ方法を学んだ。 各ブタは偶然をはるかに超えてタスクを実行した。これは、ジョイスティックの動きがコンピューター画面のカーソルに接続されていることを動物が理解したことを示している。この研究を共同執筆したのは、インディアナ州にあるパデュー大学の教授でありパデュー動物福祉科学センターの所長であるCandace Croney博士と、チンパンジーの認知に関する研究で知られるSarah T. Boysen 博士だ。この研究者らによると、向かい合せの親指のないこれらの先見の明のある動物が、仕事で成功す

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アナフィラキシーは、皮膚、胃腸管、呼吸器系、そして心臓血管系に影響を与える可能性がある全身性アレルギー反応だ。 アナフィラキシーの最も重篤な形態はアナフィラキシーショックであり、これは低血圧を特徴とし、死を引き起こす可能性がある。 この反応には、食物、薬、昆虫の毒に対するアレルギー反応など、いくつかの原因が考えられる。これらの反応の重症を引き起こす分子メカニズムは未だ不明だ。バルセロナ大学（UB）とIDIBAPS（August Pi i Sunyer Biomedical Research Institute）の研究者が主導した研究では、アシナガバチ（Polistes dominula）の毒に対するアレルギーによって引き起こされた再発性アナフィラキシーショックに苦しむ患者で検出された遺伝子突然変異を分析した 。 2020年12月29日にJournal of Allergy and Clinical Immunologyのオンラインで公開された研究結果は、アナフィラキシー反応の重症度を制御できる新しい分子メカニズムを明らかにした（ログインして画像を参照のこと）。 この研究は、UBとIDIBAPSの研究者であるMargarita Martín博士とRosa Muñoz-Cano医学博士が主導した。 どちらも、カルロス3世研究所の喘息、アレルギー、および有害反応ネットワーク（ARADyAL）のメンバーだ。 この論文は「KARSの突然変異：重度のアナフィラキシーの新しいメカニズム（Mutation in KARS: A Novel Mechanism for Severe Anaphylaxis.）」と題されている。研究者らは、患者で検出されたKARS遺伝子（リシルtRNAシンテターゼ、LysRSをコードする）の変異の生化学的、機能的、および構造的特性評価を実施した。「この研究は

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免疫療法薬に反応しない癌患者において、腸内微生物（腸内細菌叢として知られている）の組成を糞便移植により調整することで、免疫療法薬に反応するようになるかもしれないと新研究が示唆している。国立衛生研究所の一部である国立癌研究所（NCI）癌研究センターの研究者がピッツバーグ大学医療センター（UPMC）ヒルマン癌センターの研究者と共同研究を実施した。この研究では、免疫療法の一種である免疫チェックポイント阻害剤による治療に最初は反応しなかった進行性黒色腫の一部の患者が、薬に反応した患者からの糞便微生物叢の移植を受けた後、薬に反応したという。この結果は、特定の糞便微生物を患者の結腸に導入すると、免疫系が腫瘍細胞を認識して殺す能力を高める薬に患者が反応するのに役立つ可能性があることを示唆している。この調査結果は、Scienceの2021年2月5日号に掲載された。この論文は「糞便微生物叢移植が黒色腫患者の抗PD-1療法に対する耐性を克服する（Fecal Microbiota Transplant Overcomes Resistance to Anti–PD-1 Therapy in Melanoma Patients）」と題されている。 「近年、PD-1およびPD-L1阻害剤と呼ばれる免疫療法薬は、特定の種類の癌を患う多くの患者に利益をもたらしたが、癌が反応しない患者を助けるための新しい戦略が必要だ。」と研究共同リーダーで NCIの癌研究センターの統合癌免疫学研究所の責任者であるGiorgio Trinchieri 医学博士は述べた。「我々の研究は、腸内細菌叢の組成を変えることで免疫療法への反応を改善できることを患者に示した最初の研究の1つだ。 このデータは、腸内細菌叢が癌の治療標的になり得るという概念実証を提供する。」Trinchieri博士は、免疫療法薬に対する腫瘍の耐性を克服する

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オーストラリア のクイーンズランド大学（UQ）の研究者は、認知症やアルツハイマー病の原因となる可能性がある脳細胞の新しい「播種」プロセスを発見した。 UQのクイーンズランド脳研究所の認知症研究者であるJürgen Götz 博士は、この研究により、絡み合ったニューロンは、認知症の特徴的な兆候であり、細胞プロセスによって部分的に形成され、有毒なタウタンパク質が健康な脳細胞に漏れることを可能にすることが明らかになったと述べた。「これらの漏れは、タウのもつれを引き起こし、最終的には記憶喪失やその他の障害につながる、損傷を与えるシードプロセスを形成する」とGötz教授は述べている。 Götz教授は、これまで、研究者らはタウシードが健康な細胞に取り込まれた後、どのように逃げることができるのか理解していなかったと述べた。 「アルツハイマー病の人では、細胞内外にメッセージを運ぶ エクソソーム によって、細胞膜に穴を開けて有毒なタウシードを逃がす反応を引き起こすようだ」と彼は述べた。 「より多くのタウが脳に蓄積するにつれて、それは最終的にもつれを形成し、アミロイドプラークとして知られる異常に構成されたタンパク質と一緒に、それらは神経疾患の重要な特徴を形成する。」この新しい研究結果は、2021年1月8日にActa Pathologica のオンラインで公開された論文に記載されている。 このオープンアクセスの論文は、「エクソソームは、エクソソームのタウシードが細胞質ゾルに逃げるゲートウェイとしてエンドリソソームの透過性を誘導する（Exosomes Induce Endolysosomal Permeabilization As a Gateway by Which Exosomal Tau Seeds Escape into the Cytosol.）」と題されている。この要約の中で、

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ミシガン大学ローゲル癌センターとミシガン大学工学部の研究者らは、癌と戦うためのナチュラルキラー免疫細胞の配備という新たな治療法の開発の面で一歩進んでいる。この研究者らは、ナチュラルキラー細胞をキャプチャーし、それらに癌を殺す エクソソーム を放出させる最初の体系的な方法を開発した。 これらのナノスケールのエクソソームは、ナチュラルキラー（NK）細胞の数千分の1であるため、癌細胞の防御にうまく浸透することができるという。非小細胞肺癌の5人の患者からの血液サンプルでの概念実証研究は、アプローチがマイクロ流体チップ上のナチュラルキラー細胞をキャプチャーし、それらを使用してNKエクソソームを放出できることを示した。 2021年1月28日にAdvanced Scienceのオンラインで公開された調査結果によると、ミシガン大学のエンジニアと腫瘍学者を含む学際的なチームは、エクソソームが細胞培養で循環腫瘍細胞を効果的に殺すことができることをさらに実証した。 このオープンアクセスの論文は、「非小細胞肺癌における循環NK細胞由来エクソソームのオンチップ生合成は抗腫瘍活性を示す（On‐Chip Biogenesis of Circulating NK Cell‐Derived Exosomes in Non‐Small Cell Lung Cancer Exhibits Antitumoral Activity.）」と題されている。「エキソソームは、タンパク質やその他の分子の小さな袋であり、体内のほぼすべての種類の細胞から自然に放出される。」と、ミシガン大学の化学工学研究員でこの研究の共同主執筆者のYoon-TaeKang博士は述べている。 「我々はNKエクソソームの理解を深め、それらの癌を殺す可能性を利用しようと考えた。」NK細胞と比較して、NKエクソソ

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2021年は、すべての生化学の教科書に載っている基本的な発見の100周年だ。 1921年、ドイツの医師Otto Warburgは、癌細胞がブドウ糖からエネルギーを奇妙で非効率的な方法で収穫することを観察した。癌細胞は酸素を使用してブドウ糖を「燃焼」させる（好気性解糖）のではなく、酵母が発酵で行うような急速に起こる酸素非依存性プロセス（嫌気性解糖）でそれを行うが、グルコースエネルギーの多くは未利用のままだ。「ワールブルク効果」を説明するさまざまな仮説が長年にわたって提案されてきた。これには、癌細胞には欠陥のあるミトコンドリア（「エネルギー工場」）があり、したがってブドウ糖の野焼きを実行できないという考えが含まれる。 しかし、これらの説明はどれも時の試練に耐えることができなかった。 （たとえば、癌細胞のミトコンドリアは問題なく機能する。） 現在、免疫学者のMing Li博士率いるスローンケタリング研究所の研究チームは、多数の遺伝的および生化学的実験に基づき、Scienceの2021年1月22日号に新しい答えを提供した。 それは、ワールブルク代謝と、PI3キナーゼと呼ばれる細胞内の強力な酵素活性との間のこれまで認識されていなかった関連性に帰着する。 この論文は「解糖系がホスホイノシチド3-キナーゼのシグナル伝達を促進してT細胞免疫を強化する（Glycolysis Fuels Phosphoinositide 3-Kinase Signaling to Bolster T Cell Immunity.）」と題されている。「PI3キナーゼは、細胞代謝の最高司令官のように機能する重要なシグナル伝達分子だ」とLi博士は述べた。 「細胞分裂を含む、細胞内のエネルギーコストのかかる細胞イベントのほとんどは、PI3キナーゼが合図を出したときにのみ発生する。」細胞がワールブルク代謝に移行すると

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英国のウェルカムサンガーインスティテュート、ニューカッスル大学そしてキングスカレッジの研究者らは、皮膚の非常に詳細なマップを作成した。これは、炎症性皮膚疾患の患者の細胞で、発生からの細胞プロセスが再活性化されることを明らかにしている。 湿疹や乾癬の患者の皮膚が、発達中の皮膚細胞と多くの同じ分子経路を共有していることを発見した。これは、これらの痛みを伴う皮膚病を治療するための潜在的な新薬の標的を提供する。Science の2021年1月22日号に掲載されたこの研究は、炎症性疾患のまったく新しい理解も提供し、関節リウマチや炎症性腸疾患などの他の炎症性疾患の研究に新しい道を開くものだ。 このScience の論文は「発生細胞プログラムは炎症性皮膚疾患に採用されている（Developmental Cell Programs Are Co-Opted In Inflammatory Skin Disease.）」と題されている。 人体のすべての細胞タイプをマッピングするためのグローバルなHuman Cell Atlasの取り組みの一部である、発達中の成人の皮膚の新しい包括的なアトラスは、世界中の科学者にとって貴重なリソースだ。 また、再生医療のテンプレートを提供し、研究者が実験室でより効果的に皮膚を成長させるのに役立つ。我々の皮膚はバリアとして機能し、侵入するバクテリアやウイルスから体を守り、健康には不可欠だ。 アトピー性湿疹や乾癬などの炎症性皮膚疾患は慢性疾患であり、免疫系が過剰に活動し、皮膚のかゆみや薄片状の皮膚を引き起こし、非常に痛みを伴い、感染しやすくなる。 これらの状態は人々の生活に重大な影響を与える可能性があるが、原因は不明であり、治療法はなく、症状を和らげるのに役立つだけだ。皮膚は、さまざまな種類の細胞で構成される複雑な組織だ。 皮膚がどのように形成され、これが成人の

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シカゴにあるラッシュ大学医療センターの新研究で、マウスの COVID-19 モデルに鼻からペプチドを導入したところ、効果を示したという。 このペプチドは、発熱を抑え、肺を保護し、心臓機能を改善し、「サイトカインストーム」（感染が免疫系を誘発して炎症性タンパク質で血流を溢れさせる状態）を逆転させるのに効果的であることが証明された。この研究者らはまた、病気の進行を防ぐことに成功したと報告している。2021年1月11日にJournal of Neuroimmune Pharmacologyにオンラインで公開されたこの論文は「SARS-CoV-2（AIDS）ペプチドのACE-2相互作用ドメインが炎症を抑制して発熱を抑え、マウスの肺と心臓を保護する：COVID-19療法への影響（ACE-2-interacting Domain of SARS-CoV-2 (AIDS) Peptide Suppresses Inflammation to Reduce Fever and Protect Lungs and Heart in Mice: Implications for COVID-19 Therapy.）」と題されている。 「これは、SARS-CoV-2感染を防ぎ、COVID-19患者を呼吸の問題や心臓の問題から保護するための新しいアプローチになる可能性がある」「メカニズムを理解することがCOVID-19の効果的な治療法を開発するために重要であることが証明されている。集中治療室（ICU）の多くのCOVID-19患者は影響を与えるサイトカインストームに苦しんでいる 肺、心臓、その他の臓器。ステロイドなどの抗炎症療法が利用可能だが、これらの治療法は免疫抑制を引き起こすことがよくある。」「SARS-CoV-2はアンギオテンシン変換酵素2（ACE2）に結合して細胞に侵入するため、 SARS

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何年もの間、コーラルベリー（写真）の葉からの活性物質は、新種の強力な薬になると思われてきたが、これまでこの物質を大量に製造することは非常に労力を要する作業だった。ドイツのボン大学の研究者らは、この物質を生成する実験室で簡単に培養できる細菌を特定したことから、状況は変わるかもしれない。この結果は、2021年1月8日にNature Communicationsでオンラインで公開された。 このオープンアクセスの論文は「チオエステラーゼを介した側鎖エステル交換が強力なGqシグナル伝達阻害剤FR900359を生成する（Thioesterase-Mediated Side Chain Transesterification Generates Potent Gq Signaling Inhibitor FR900359.）」と題されている。コーラルベリーは現在、再び多くのリビングルームを飾っている。 冬には真っ赤な実をつけ、北半球でこの時期に人気のある観賞植物だ。   しかし、薬剤師にとっては別の理由で興味深いものだ。喘息や特定の種類の癌に対する希望の光として近年出現した活性物質が含まれている。 残念ながら、この物質「FR900359（略称：FR）」を大量に入手するのは、かなり面倒だ。 温室で植物を栽培するには何週間もかかるし、収量は標本によって大きく異なる可能性がある。ちなみに、この植物自体は有効成分を生成しないが、葉にそれを行う細菌を持っている。 「しかし、これらはコーラルベリーでのみ成長し、実験室で栽培することはできない」とボン大学薬学生物学研究所のMax Crüsemann 博士は説明する。 FRの製造は複雑な作業だ。細菌はこの目的のための特別な組立ラインを持っており、そこでは多くの酵素が連携して働く。 細菌の遺伝子構成は、この組立ラインをどのように設定する必要があるかを指

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植物は、草食動物から身を守るために有毒物質を生成する。 新研究では、イエナのマックスプランク化学生態学研究所とドイツのミュンスター大学の科学者が、野生のタバコ植物で防御物質の重要なグループであるジテルペン配糖体の生合成と正確な作用機序を「フラソミクス（FRASSOMICS）」と呼ばれる新アプローチを用いて、詳細に解明することに成功した。ジテルペン配糖体は、植物が草食動物から身を守ることを可能にしている。 この研究では、これらの植物化学物質が細胞膜の特定の部分を攻撃することを示している。 タバコ植物は、自身の毒素から身を守り、細胞膜の損傷を防ぐために、これらの物質を非常に特殊な方法で合成し無毒の形で保存するという。   Science の2021年1月15日号で報告された結果によると、自己毒性とそれに対する保護は、植物防御の進化において以前に考えられていたよりも大きな役割を果たしているようだ。この論文は「ジテルペノイドの制御されたヒドロキシル化により、自己毒性なしに植物の化学的防御が可能になる（Controlled Hydroxylations of Diterpenoids Allow for Plant Chemical Defense Without Autotoxicity.）」と題されている。多くの植物は、食べられないよう自分自身を守るために化学的防御を生み出す。 これらの物質が消費する者にとって有毒である理由についてはまだほとんど分かっていなかった。 マックスプランク化学生態学研究所とミュンスター大学の研究者らは、植物がどのように毒素を産生し、自分自身を傷つけることなく組織に貯蔵するかを調査した。特に、自己毒性のメカニズムとその予防が、草食動物に対する防御を提供する毒性特性と同様のメカニズムを共有しているかどうかを知りたいと考えた。そこで実験のために、タバコの

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ベルギーのルーヴァン・カトリック大学の研究者らは、特定の食品を食べると腹痛を感じる人がいる理由を説明する生物学的メカニズムを特定した。 この発見は、過敏性腸症候群（irritable bowel syndrome: IBS）やその他の食物不耐性のより効率的な治療への道を切り開くものだ。マウスとヒトで実施されたこの研究は、2021年1月13日にNatureのオンラインで発表された。 この論文は「食品抗原に対する局所免疫反応が食事誘発性腹痛を引き起こす（Local Immune Response to Food Antigens Drives Meal-Induced Abdominal Pain.）」と題されている。世界の人口の最大20％が過敏性腸症候群に苦しんでおり、これは食後に胃の痛みや重度の不快感を引き起こし、この人たちの生活の質に影響を及ぼしている。 グルテンフリーやその他の食事療法はある程度の緩和をもたらすことができるが、患者は問題の食品にアレルギーがなく、セリアック病などの既知の状態も持っていないため、なぜこうなるのかは謎だった。   「非常に多くの場合、これらの患者は医師によって真剣に受け止めてもらえず、アレルギー反応が無いことを理由に、気のせいだとか、腸の生理機能には問題がないということで片付けられがちだ。」とルーヴァン・カトリック大学の胃腸科医であり、この新研究の筆頭著者であるGuy Boeckxstaens 教授（写真）は述べた。 「これらの新しい洞察により、これが実際に病気であるという、さらなる証拠を提供する。」 彼のラボおよび臨床研究は、特定の食品によるヒスタミンを放出する細胞（肥満細胞と呼ばれる）の活性化と、その後の痛みと不快感とを結び付けるメカニズムを明らかにした。 Boeckxstaens教授と彼の同僚による初期の研究は、免疫系の重要な構成要

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細胞由来の エクソソーム は、母乳中の主要なタンパク質（カゼイン）と混合して経口投与すると病気の治療に効果的であることが、シダーズ・サイナイ医療センター・シュミット心臓研究所の実験用マウスによる新研究で示された。2021年1月11日にJournal of Extracellular Vesiclesにオンラインで公開された調査結果は、筋ジストロフィーと心不全の患者を治療するための新しい経口薬を開発するための基礎を確立する可能性がある。 このオープンアクセスの論文は、「摂取された細胞外小胞のカゼイン増強取り込みおよび疾患修飾生物活性（Casein‐enhanced uptake and disease‐modifying bioactivity of ingested extracellular vesicles.）」と題されている。 この研究は、シュミット心臓研究所の心臓病学教授であるEduardo Marbán医学博士が率いる10年以上の研究に基づいている。この研究は、ヒトの心臓球由来細胞（cardiosphere-derived cells :CDC）と、それらの細胞から分泌されて体中を移動するエクソソームと呼ばれる細胞外小胞の一種に焦点を当てている。エクソソーム にはさまざまな生体分子が含まれている。 「2009年に最初のヒト試験を開始した当初、我々は患者の心臓に細胞を注入していた。そして、細胞自体が治療上の答えであると考えていた」とMarbán博士は述べた。 「今では、もっとも大変な部分は実はエクソソームであることがわかっている。我々の最近の研究では、経口投与した場合も同じくらい効果的である可能性が示されている。」2010年に最初の研究が終了して以来、Marbán博士は、細胞を患者に送達する新しい洞察と新しい方法、および細胞が潜在的に役立つ可能

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最悪の脳腫瘍である神経膠芽腫の原因となる発癌遺伝子が特定された。 この発見は、致命的な癌に有望な新しい治療標的を提供するものだ。 この研究者らは、癌遺伝子は癌細胞の生存に不可欠であり、それがなければ、癌細胞は死ぬと述べた。この成果は2020年7月10日にネイチャーコミュニケーションズで発表された。 この論文は「細胞骨格レギュレーターAVILが膠芽腫の腫瘍形成を促進する（A Cytoskeleton Regulator AVIL Drives Tumorigenesis in Glioblastoma.）」と題されている。 バージニア大学（UVA）医学部およびUVA癌センターの研究者であるHui Li博士は、既に同様の「oncogene addiction」を伴う他の癌を対象とした多くの標的療法を開発している。 彼は「膠芽腫は最も致命的な癌の1つだ。残念ながら、この疾患に対する効果的な治療オプションはない。現在の標準オプションである放射線とテモゾロミドは、2.5ヶ月の生存率向上で大きな成功を収めたが、明らかに、より良い理解と新たな治療目標が緊急に必要とされている」と語った。「我々が発見した新しい癌遺伝子は、神経膠芽腫のアキレス腱であることが証明されており、その特定の標的は、疾患の治療のための潜在的に効果的なアプローチだ。」発癌遺伝子は、自然に発生する遺伝子であり、制御不能になって癌を引き起こす。 Li博士と彼の同僚が特定した癌遺伝子、avilllin（AVIL）は、通常、細胞がそのサイズと形を維持するのを助ける。 しかし、この遺伝子は様々な要因によってオーバードライブに移行する可能性があることを彼らは発見した。 これにより、癌細胞が形成され広がる。遺伝子の活動をブロックすると、実験用マウスの神経膠芽腫細胞は完全に破壊されたが、健康な細胞には影響がなかった。 これは、遺伝子を

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マイアミ大学ミラー医学部の研究者らは、臍帯由来の間葉系幹細胞の注入によって最も重症の COVID-19 患者の死亡リスクを安全に減らし、回復までの時間を短縮することを示す、ユニークで画期的なランダム化比較試験を主導した。 STEM CELLS Translational Medicineで2021年1月5日に掲載されたこのオープンアクセス論文は「COVID-19急性呼吸窮迫症候群の臍帯間葉系幹細胞：二重盲検、フェーズ1 / 2a、ランダム化比較試験（Umbilical Cord Mesenchymal Stem Cells for COVID-19 Acute Respiratory Distress Syndrome: A Double‐Blind, Phase 1/2a, Randomized Controlled Trial.）」と題されている。この研究の筆頭著者である、マイアミ大学ミラー医学部の糖尿病研究所（DRI）および細胞移植センターの所長であるCamillo Ricordi医師は、COVID-19を間葉系幹細胞（画像）で治療することは理にかなっていると述べた。 この論文は、マイアミ大学タワーまたはジャクソン記念病院にCOVID-19で入院し、重度の急性呼吸窮迫症候群を発症した24人の患者からの所見について説明している。 それぞれが、間葉系幹細胞またはプラセボのいずれかを、数日間隔で2回注入された。「それは二重盲検試験だった。医師と患者は何が注入されたかを知らされなかった。」とRicordi 博士は述べた。 「3日以内に1億個の幹細胞を2回注入し、治療群の各被験者に合計2億個の細胞を注入した。」この研究者らは、治療が安全であり、注入に関連する重篤な有害事象がないことを発見した。 1ヶ月での患者の生存率は、幹細胞治療群で91％であったのに対し、対

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新研究で骨が形成され維持される方法を支配する細胞種が発見され、骨粗鬆症などの骨障害の治療法の潜在的なターゲットが切り開かれた。 ペンシルベニア大学のペレルマン医学部の教員が率いるげっ歯類による研究では、骨髄脂肪生成系統前駆体（marrow adipogenic lineage precursors : MALP）が骨の再構築に明確な役割を果たしていることが示された。 このプロセスの欠陥は骨粗鬆症の重要な問題であるため、これらのMALP細胞を使用して骨のリモデリングをより適切に調節する治療は、より適切な治療につながる可能性がある。   Journal of Clinical Investigation（2020年11月18日）にオンラインで公開された。 このオープンアクセスの論文は、「骨髄脂肪生成系列前駆体（MALP）が骨リモデリングおよび病的骨喪失における骨破砕形成を促進する《Bone Marrow Adipogenic Lineage Precursors (MALPs) Promote Osteoclastogenesis in Bone Remodeling and Pathologic Bone Loss.》」と題されている。「骨代謝ターンオーバーを制御するための新しい細胞および分子メカニズムを発見することで、既存の治療法の微調整や新しい治療法の設計が可能にながる」と、この研究の筆頭著者である整形外科の准教授であるLingQin博士は述べている。 「たとえば、遺伝子編集技術の進歩と新しい細胞特異的送達アプローチにより、将来的には、骨粗鬆症などの骨障害の治療法としてMALPの挙動を調節することが可能になるだろう。」健康な骨の維持は、新しい骨を形成するために必要な材料を分泌する骨芽細胞と、古い骨の材料を吸収して新しい骨に道を譲る破骨細胞との間のバランスだ。 このバラ

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外傷からの感染や、脳卒中など脳損傷の治癒過程は、膠芽腫の成長を促進する可能性がある。 2021年1月4日にNature Cancerのオンラインで公開されたこの調査結果は、トロント大学病院、ザ・ホスピタル・フォー・シック・チルドレン（SickKids）およびプリンセスマーガレット癌センターの学際的な研究者チームによって報告された。 この研究者らは、膠芽腫として知られる一般的な脳腫瘍に焦点を当てた、カナダ全土の癌に立ち向かうカナダドリームチームの一員だ。「我々のデータは、脳内の特定の細胞の突然変異が損傷によって変化して腫瘍を引き起こす可能性があることを示唆している」とトロント大学テマーティ医学部の脳神経外科部門の責任者であり、SickKids の発達および幹細胞生物学プログラムの上級科学者でもあるドリームチームリーダーのPeter Dirks 医学博士は述べている。   テマーティ医学部およびトロント大学ドネリー細胞生体分子研究センターの分子遺伝学教授であるGary Bader 博士、およびテマーティ医学部の医学生物物理学の准教授であるTrevor Pugh 博士もこの研究を主導した。調査結果は、診断後の平均寿命が15か月で、現在治療の選択肢が限られている膠芽腫患者の新しい治療法につながる可能性がある。 このNature Cancerの論文は、「発達および損傷反応の勾配転写状態は、膠芽腫の不均一性を支える機能的脆弱性を定義する（Gradient of Developmental and Injury Response Transcriptional States Defines Functional Vulnerabilities Underpinning Glioblastoma Heterogeneity.）」と題されている。この結果に基づき、この研究者らは、「神経膠

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褐色脂肪はあなたがもっと欲しがるかもしれない魔法の組織かもしれない。 カロリーを蓄える白色脂肪とは異なり、褐色脂肪はエネルギーを燃焼し、科学者はそれが新しい肥満治療の鍵を握ることを望んでいる。 しかし、褐色脂肪が豊富な人が、本当に健康を楽しんでいるかどうかは長い間不明だった。 褐色脂肪は体の奥深くに隠されているため、褐色脂肪が豊富な人を特定することさえ困難だったのがその理由の一つだ。2021年1月4日に Nature Medicine のオンラインで公開されたロックフェラー大学の研究チームによって実施された新研究では、その強力な証拠を提供している 。この論文は「褐色脂肪組織は心臓代謝の健康に関連している（Brown Adipose Tissue Is Associated with Cardiometabolic Health.）」と題されている。   この研究チームは、52,000人を超える参加者の中で、褐色脂肪が検出された人は、2型糖尿病から米国の主要な死因である冠状動脈疾患に至るまで、心臓および代謝の状態に苦しむ可能性が低いことを発見した。この研究は、これまでの研究で示唆された褐色脂肪の健康上のベネフィットを確認し、拡大している。 「初めて、特定の状態のリスクを下げることへの関連性が明らかになった」とロックフェラー大学病院の医師で助教授のPaul Cohen医学博士は述べた。 「これらの発見で、褐色脂肪を治療標的にする可能性についてより自信を深めた。」褐色脂肪は新生児や動物で何十年にもわたって研究されてきたが、褐色脂肪が一部の成人、通常は首や肩の周りにも見られることが確認されたのは2009年のことだった。 それ以来、研究者らは、寒い条件で熱を生成するためにカロリーを燃焼する力を持っている捉えどころがない脂肪細胞を研究するために取り組んできた。しかし、褐色脂肪の大規

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過去数十年の間に、研究者は神経変性疾患につながる生物学的経路を特定し、それらを標的とする有望な分子剤を開発した。 しかし、これらの臨床的に承認された治療への変換は、血液脳関門（blood-brain barrier:BBB）を越えて脳に治療薬を送達する際に直面する課題のために、なかなか進まずにいる。 脳への治療薬の送達を成功させるために、ブリガムアンドウィメンズ病院とボストンチルドレンズホスピタルのバイオエンジニア、医師、および共同研究者のチームは、マウスの物理的に損傷した/または 無傷のBBB を使いナノ粒子プラットフォームを作成した。外傷性脳損傷（traumatic brain injury: TBI）のマウスモデルでは、この送達システムが従来の送達方法の3倍の脳内蓄積を示し、治療的にも効果的であり、多くの神経障害の治療の可能性を開く可能性があることが観察された。   この調査結果は、2021年1月1日にScience Advancesのオンラインで公開された。 この論文は「外傷性脳損傷におけるBBBの病態生理学に依存しないsiRNAの送達（BBB Pathophysiology Independent Delivery of siRNA in Traumatic Brain Injury.）」と題されている。TBIの後に治療薬を脳に送達するために以前開発されたアプローチでは、血液脳関門が一時的に破られたときに、頭部への物理的損傷後の短い時間枠に依存していた。 ただし、血液脳関門が数週間以内に修復された後、医師は効果的なドラッグデリバリーのためのツールを欠いていた。 「低分子と高分子の両方の治療薬を血液脳関門全体に届けるのは非常に難しい」と、ブリガムの麻酔科、周術期および疼痛医学部門のナノメディシンセンターの準バイオエンジニアである対応する著者のNitin Josh

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アフリカおよび世界中の顧みられない熱帯病（neglected tropical diseases :NTD）の根絶を達成するために新薬の発見は不可欠だ。 PLOS Neglected Tropical Diseases で報告された研究成果では、ガーナ特有の3つの病気（住血吸虫症、オンコセルカ症、リンパ系フィラリア症）に対してラボで機能する伝統的なガーナの薬を特定したという。2020年12月31日にオンラインで公開されたこのオープンアクセスの論文は、「いくつかのガーナの伝統医学とその成分の抗シストソーム、抗腫瘍細胞および抗トリパノソーマの可能性（Antischistosomal, Antionchocercal and Antitrypanosomal Potentials of Some Ghanaian Traditional Medicines and Their Constituents.）」と題されている。 ガーナにおける顧みられない熱帯病への主な介入は、現在、いくつかの薬剤の繰り返し大量投与であり、これは有効性の低下と薬剤耐性の出現につながる可能性がある。 住血吸虫症、オンコセルカ症、およびリンパ系フィラリア症の慢性感染症は致命的となる可能性がある。住血吸虫症は、住血吸虫のビルハルツ住血吸虫とマンソン住血吸虫によって引き起こされる。 オンコセルカ症、または河川失明症は、寄生虫オンコセルカボルブルスによって引き起こされる。 リンパ系フィラリア症は、象皮病とも呼ばれ、寄生性の糸状虫Wuchereria bancroftiによって引き起こされる。新研究では、ガーナ大学のDorcas Osei-Safo 博士（写真）と同僚が、ガーナ伝統医学実践者協会から、地域社会で顧みられない熱帯病の治療に使用される15の伝統薬を入手した。 それらの薬は、水性ハーブ製剤または乾燥粉

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ヘモグロビンはいくつかの種で独立して出現したが、実際には共通の祖先によって伝達された単一の遺伝子に由来することが、フランス国立科学研究センター（CNRS）、パリ大学、ソルボンヌ大学、サンクトペテルブルク大学そしてリオデジャネイロ大学の科学者らによる新研究で示された。これらの調査結果は、2020年12月29日にBMC Evolutionary Biologyのオンラインで公開された。 このオープンアクセスの論文は「海洋環形動物Platynereis dumeriliiのグロビンは、左右相称動物のヘモグロビン進化に新たな光を当てる。（Globins in the Marine Annelid Platynereis dumerilii Shed New Light on Hemoglobin Evolution in Bilaterians.）」と題されている。 赤血球を持つことは、人間や哺乳類に特有のものではない。 この色は、脊椎動物だけではなく環形動物（最も有名なメンバーがミミズであるワームファミリー）、軟体動物（特に池のスネイル）そして甲殻類（ ミジンコ）の循環系にも見られる酸素の輸送に特化した複雑なタンパク質であるヘモグロビンに由来する。ヘモグロビンがこのような多様な種に出現するためには、進化の過程で何度か「発明」されたに違いないと考えられていた。 しかし、最近の研究では、「独立して」生まれたと考えられているこれらのヘモグロビンはすべて、実際には単一の祖先遺伝子に由来することが示された。 フランス国立科学研究センター（CNRS）、パリ大学、ソルボンヌ大学、サンクトペテルブルク大学そしてリオデジャネイロ大学（ブラジル）の研究者 は、赤い血を持つ小さな海洋ワームであるPlatynereis dumeriliiについてこの研究を行った。このワームは、その遺伝的特性がほとん

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カリフォルニア州ラホーヤにあるスクリプス研究所の化学者は、生命が地球上でどのように発生したかについての新しい見方を支持する驚くべき発見をした。ドイツ化学会誌のアンゲヴァンテ・ケミーに2020年12月15日にオンラインで公開された研究によると、生命が生まれる前に地球上に存在していたと思われるジアミドホスフェート（DAP）と呼ばれる単純な化合物が、デオキシヌクレオシドと呼ばれる小さなDNAビルディングブロックを化学的に編み合わせて原始DNA鎖にした可能性があるという。この発見は、過去数年にわたる一連の発見の最新のものであり、DNAとその密接な類縁のRNAは、同様の化学反応の産物として一緒に発生し、最初の自己複製分子（地球上で最初の生命体）は2つの混合物だったことを示している。 この発見は、化学や生物学における新しい実用的なアプリケーションにもつながる可能性があるが、その主な重要性は、地球上の生命が最初にどのように発生したかという古くからの問題を解決することだ。 特に、自己複製するDNA-RNA混合物がどのように進化し、原始地球に広がり、最終的には現代の生物のより成熟した生物学に種をまくことができたのかについてのより広範な研究への道を開くものだ。 このアンゲヴァンテ・ケミーの論文は、「前生物的なリン酸化と、それに伴うデオキシヌクレオシドのオリゴマー化によるDNA形成（Prebiotic Phosphorylation and Concomitant Oligomerization of Deoxynucleosides to form DNA.）」と題されている。「この発見は、最初の生命体が地球でどのように発生したかについての詳細な化学モデルの開発に向けた重要なステップだ」と、研究の上級著者であるスクリプス研究所の化学准教授であるRamanarayanan Krishna

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網膜神経節細胞（Retinal ganglion cells:RGC）は、すべての視覚的印象が網膜から脳に流れるボトルネックだ。 マックス・プランク神経生物学研究所、カリフォルニア大学バークレー校、そしてハーバード大学のチームは、これらのニューロンのさまざまなタイプを説明する分子カタログを作成した。 これにより、個々の網膜神経節細胞タイプを体系的に調査し、特定の接続、機能、および行動応答に関連付けることができる。ゼブラフィッシュが光を見るとき、彼らはしばしばそれに向かって泳ぐ。 信号は完全に異ながるが、獲物と同じだ。 一方、捕食者は魚に逃げるよう促す。 取り違えは致命的な結果をもたらすので、それは良いことだ。 しかし、脳はどのようにして視覚刺激に適切な行動で反応するのだろうか？   光信号は、目の網膜に衝突する光子によって生成される。 網膜のニューロンは、これらの印象を収集して処理する。 そうしている間、網膜は重要な詳細に焦点を合わせる：コントラストまたは色はあるか？ 小さい物体や大きい物体はあるか？ 何か動いているか？ これらの詳細が除外されると、網膜神経節細胞がそれらを脳に送り、そこで特定の行動に変換される。 網膜と脳の間の唯一の接続として、網膜神経節細胞は視覚系の中心的な役割を果たしている。特定の網膜神経節細胞タイプが、脳のさまざまな領域にさまざまな詳細を送信することはすでに知られていた。 ただし、網膜神経節細胞タイプが分子レベルでどのように異なるか、それぞれの機能は何か、コンテキスト依存の動作を調整するのにどのように役立つのかは不明だった。このパズルの解決を開始するために、Herwig Baier博士の研究室のYvonne Kölsch博士（写真）が率いるチームが、網膜神経節細胞の遺伝的多様性を分析した。 Baier博士は、マックスプランク神経生物学研究所の所長

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中毒、うつ病、およびその他の精神障害を治療する可能性のある、幻覚剤ではないバージョンのサイケデリックス薬イボガインが、カリフォルニア大学デービス校の研究者によって開発された。この仕事を説明する論文が2020年12月9日にNatureのオンラインで公開された。 この論文は「治療の可能性を秘めた非幻覚剤サイケデリックスアナログ（A Non-Hallucinogenic Psychedelic Analogue with Therapeutic Potential.）」と題されている。「サイケデリックスは、脳に影響を与えることがわかっている最も強力な薬の一つだ」と、カリフォルニア大学デービス校の化学の助教授であり、この論文の筆頭著者であるDavid Olson 博士は述べている。 「我々がそれらについてほとんど知らないのは信じられないほどだ。」 イボガインは、植物Tabernanthe ibogaから抽出される（画像）。 薬物への渇望を減らし、再発を防ぐなど、強力な中毒防止効果をもたらす可能性があるという事例報告がある。しかし、幻覚や心臓毒性などの深刻な副作用もあり、この薬は米国法の下でスケジュールⅠに分類される規制薬物だ。カリフォルニア大学デービス校にあるOlson 博士の研究室は、スケジュールⅠの物質を扱うことを認可された米国で数少ない研究室の1つだ。 彼のグループは、サイケデリックス化合物の望ましくない影響なしに治療特性を保持するイボガインの合成類似体の作成に着手した。 Olson 博士のチームは、イボガイン分子の一部を交換することにより、一連の同様の化合物を調べた。 彼らは、tabernanthalogまたはTBGと名付けた新しい合成分子を設計した。イボガインとは異なり、新しい分子は水溶性であり、単一のステップで合成することができる。 細胞培養とゼブラフィッシュを使った

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マウスで食物摂取を抑制し満腹感を高めるホルモンが、ヒトとヒト以外の霊長類でも同様の結果を示したことが、eLife（2020年11月24日）のオンラインで公開された新研究で述べられている。 この論文は「リポカリン-2は霊長類の食欲抑制シグナルである。（Lipocalin-2 Is an Anorexigenic Signal in Primates.）」と題されている。リポカリン-2（画像）と呼ばれるホルモンは、満腹感の自然なシグナルが機能しなくなった肥満の人々の潜在的な治療法として使用できるかもしれない。 リポカリン-2は主に骨細胞によって産生され、マウスやヒトで普通に見られる。 マウスの研究では、リポカリン-2を動物に長期間与えると、代謝が遅くなることなく、食物摂取量が減少し、体重増加が防止されることが示されている。 「リポカリン-2は食後の満腹感のシグナルとして機能し、マウスに食物摂取を制限させる。これは、脳内の視床下部に作用することによって行われる。」「リポカリン-2がヒトに同様の効果をもたらすかどうか、そしてその用量が血液脳関門を通過できるかどうかを確かめたかったのだ。」と、著者のPeristera-Ioanna Petropoulou 博士（この研究が実施された時点では、米国ニューヨークのコロンビア大学アーヴィング医療センターで、現在はドイツ・ミュンヘンのヘルムホルツ糖尿病センターに所属。）は述べた。チームは最初に、正常体重、太りすぎ、または肥満のいずれかである米国とヨーロッパの人々の4つの異なる研究からのデータを分析した。 各研究の人々は一晩絶食した後に食事を与えられ、食事の前後の彼らの血中のリポカリン-2の量が研究された。 研究者らは、通常の体重の人では、食事後にリポカリン-2レベルが上昇したことを発見した。これは、食事後の満足度と一致していた。 対照的に

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脂肪組織が COVID-19 の悪化に重要な役割を果たすという証拠が増えている。 調査中の理論の1つは、脂肪細胞（adipocytes）がSARS-CoV-2の貯蔵庫として機能し、肥満または太りすぎの人のウイルス量を増加させるというものだ。科学者らはまた、感染中に脂肪細胞が血流中に放出され、生体内のウイルスによって引き起こされる炎症反応を促進すると考えている。これらの仮説は、ブラジルのサンパウロ大学医学部（FM-USP）臨床外科の教授 Marilia Cerqueira Leite Seelaender博士の調整の下調査されており、英国オックスフォード大学の教授であり、2019年のノーベル生理学・医学賞（「細胞が酸素の利用可能性をどのように感知して適応するかを発見したこと」）の受賞者の1人であるPeter Ratcliffe 医学博士が協力している。 「敗血症に似た全身性炎症を引き起こすサイトカインストームは、一部の重症COVID-19患者で発生する。これらの炎症性因子は脂肪組織に由来すると考えられます。脂肪細胞が増殖しすぎると、体全体に炎症を引き起こす可能性があることが示されている。」とSeelaender博士は語った。FM-USPのグループは、COVID-19で死亡した人々の剖検から得られた脂肪組織と、虫垂炎またはウイルス感染とは関係のないその他の理由で大学病院で緊急手術を受けなければならなかったSARS-CoV-2に感染した患者から得られた脂肪組織のサンプルを分析した。予備的な結果により、ウイルスは脂肪細胞に見られることが確認された。脂肪細胞の膜には、ウイルスがヒト細胞に侵入するために使用する主要な受容体であるACE-2が豊富に含まれている。この研究者らは、ウイルスが脂肪細胞に侵入すると、脂肪細胞内で複製するのに十分な時間そこにとどまることができるかをまだ確認

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もし鳴き鳥たちが「The Masked Singer」（翻訳者注：米テレビシリーズ・芸能人が覆面を身に着けて歌を歌うカラオケ勝ち抜きバトル）の審査員になれば、きっとキンカチョウが番組を牛耳るだろう。 カリフォルニア大学バークレー校の新研究によると、キンカチョウは群れの少なくとも50メンバーの異なる特徴的な音をすばやく記憶できるからだ。Science Advances（2020年11月13日号）に掲載されたこの調査結果では、キンカチョウとして知られる騒々しく赤いくちばしの鳴き鳥は、特定の仲間の独特の歌または呼び掛けに基づいて群れからお互いを選ぶことが示されている。 この論文は「ソーシャルソングバードにおける音声コミュニケーションのための大容量聴覚記憶（High-Capacity Auditory Memory for Vocal Communication in a Social Songbird.）」と題されている。キンカチョウは、まるで人がどの友人やどの親戚がその声で呼んでいるのかを即座に知ることができるように、言語マッピングで人に近い能力を持っている。 さらに、彼らはお互いのユニークな発声を数ヶ月、そしておそらくもっと長く覚えることができる、と調査結果は示唆している。「キンカチョウの驚くべき聴覚記憶は、鳥の脳が洗練された社会的コミュニケーションに高度に適応していることを示している」と、この研究の筆頭著者であるカリフォルニア大学バークレー校の心理学、統合生物学、神経科学のFrederic Theunissen 博士は述べている。Theunissen博士と仲間の研究者らは、純粋にキンカチョウの独特の音に基づいて彼らの仲間を識別する能力の範囲と大きさを測ろうとした。 その結果、一生を共にする鳥のパフォーマンスは予想以上に良かった。「動物の場合、コホートメンバーの呼び出しのソー

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2020年11月20日、プロジェリア研究財団は、プロジェリアおよびプロセシング欠損早老性ラミン病（PL）の治療薬であるZokinvy™（ロナファルニブ）が米国食品医薬品局（FDA）により認可されたと発表した。プロジェリアは、非常にまれで、致命的で、急速に老化する常染色体優性疾患だ。 希少疾患研究財団のパイオニアであるプロジェリア研究財団は、2007年からZokinvyの臨床試験研究を主導してきた。Zokinvyはファルネシルトランスフェラーゼ阻害剤（FTI）であり、プロジェリアの子供たちに延命効果を示していた。プロジェリア研究財団国際患者登録からの情報と、プロジェリア研究財団とボストンチルドレンズホスピタルが調整した臨床試験に基づくデータは、プロジェリアの患者において、Zokinvyが死亡率を60％（p = 0.0064）減少させ、平均生存期間を 2.5年伸ばした。Zokinvy治療を行わないと、プロジェリアの子供は平均14.5歳で心臓病で亡くなってしまう。   Eiger BioPharmaceuticals（Eiger）は、2015年にプロジェリアの臨床試験にZokinvyの供給を開始し、FDAの認可プロセスを通じてZokinvyを主導することを目的として、2018年にプロジェリア研究財団との先駆的なパートナーシップを締結した。プロジェリア研究財団の代表であるAudrey Gordon氏は、次のように述べている。 「プロジェリアは現在、FDA認可の治療を受けている数少ない希少疾患の1つだ。 この重要なイベントは、ボストンチルドレンズホスピタル、ハスブロチルドレンズホスピタル、ブリガムアンドウィメンズホスピタル、ブラウン大学、ボストン大学、国立衛生研究所（NIH）のプロジェリア専門研究チームを含むプロジェリア研究財団の主要なパートナーシップのおかげでここにある。 Sc

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イスラエルのテルアビブ大学とシャミール医療センターによる新研究は、健康な老化した成人の高圧酸素治療が血球の老化を止め、老化プロセスを逆転させることができることを示した。 生物学的な意味で、成人の血球は治療が進むにつれて実際に若くなるという。この研究者らは、圧力チャンバー内の高圧酸素によるユニークなプロトコルによる治療が、老化とその病気に関連する2つの主要なプロセス（テロメアの短縮と体細胞の機能不全による古い蓄積）を逆転させることができることを発見した。 被験者の血液から得られたDNAを含む免疫細胞に焦点を当てたこの研究では、老化細胞の存在下でテロメアの最大38％の延長と、最大37％の老化細胞の減少が発見された。   この研究は、テルアビブ大学のサックラー医学部／サゴル神経科学部のShai Efrati 教授と シャミール医療センターの最高医学研究責任者であるAmir Hadanny 博士が主導した。この臨床試験は、老化を可逆的な状態として捉えるイスラエルの包括的な研究プログラムの一環として実施された。 この論文は、2020年11月18日にAgingにオンラインで公開された。このオープンアクセスの論文は、「高圧酸素療法により、単離された血球のテロメア長が増加し、免疫老化が減少する：前向き試験（Hyperbaric Oxygen Therapy Increases Telomere Length and Decreases Immunosenescence in Isolated Blood Cells : A Prospective Trial.）」と題されている。「我々のチームは長年、高圧研究と治療に従事してきた。圧力チャンバー内のさまざまな濃度の高圧酸素への曝露プロトコルに基づく治療だ」とEfrati 教授は説明する。 「長年にわたる我々の成果には、年齢、脳卒中、また

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テキサス大学サウスウエスタン（UTSW）の研究者は、細胞内のタンパク質の量を調節する遺伝子分子であるマイクロRNA（miRNA）を分解する細胞のメカニズムを発見した。 2020年11月12日にサイエンスのオンラインで報告されたこの研究成果は、細胞の内部の働きに光を当てるだけでなく、 最終的には、感染症、癌、および他の多くの健康問題と戦うための新しい方法につながる可能性がある。 この論文は、「ユビキチンリガーゼは、テーリングとトリミングとは独立して、ターゲットに向けられたマイクロRNAの崩壊を仲介する（A Ubiquitin Ligase Mediates Target-Directed Microrna Decay Independently of Tailing and Trimming.）」と題されている。 遺伝子には生物の体内のすべてのタンパク質を作るための指示が含まれていることが以前より知られている。ただし、さまざまなプロセスによって、どのタンパク質が生成されるかどうか、そしてその量は規制されている。 これらのメカニズムの1つには、miRNAが関与している。これは、細胞内のメッセンジャーRNA（mRNA）の相補的な断片を分解し、mRNA配列がタンパク質に翻訳されるのを防ぐ遺伝物質の小さな断片だ。1993年にmiRNAが発見されて以来、研究者らは何百もの異なるmiRNA分子とその標的、およびそれらの産生、成熟、発達、生理学、疾患における役割を制御するメカニズムに関する豊富な知識を蓄積してきた。 ただし、UTSWの分子生物学部の教授兼副学部長の Joshua Mendell博士（写真）と博士研究員のJaeil Han博士は、miRNAの使用が終了したときに、細胞がmiRNAをどのように処理するかについてはほとんど知られていなかったと説明した。「miRNA分子が細胞内に

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ヴァンダービルト大学医療センター（VUMC）の研究者らは、 COVID-19 が成人や高齢者に優先的に感染して発症する一方で、幼い子供には感染しにくいように見える理由について鍵となるファクターを特定した。 COVID-19を引き起こすRNAウイルスであるSARS-CoV-2が、肺の気道上皮細胞に侵入するのに必要な酵素/補助受容体であるTMPRSS2（画像）のレベルが大人より子供の方が低くかった。2020年11月12日にJournal of Clinical Investigationにオンラインで公開された調査結果は、高齢者のCOVID-19を治療または予防する為に、この酵素をブロックする取り組みを支持している。 この論文は「年齢によって決定されるプライミングプロテアーゼTMPRSS2の発現と肺上皮におけるSARS-CoV-2の局在（Age-Determined Expression of Priming Protease TMPRSS2 and Localization of SARS-CoV-2 in Lung Epithelium.）」と題されている。 「我々の研究は、特に乳児や非常に幼い子供が感染したり、重篤な病気の症状を示したりする可能性が低いと思われる理由の生物学的根拠を提供するものだ。」と、Jonathan Kropski 医学博士とこの研究を主導した小児科（新生児学）の助教授であるJennifer Sucre 医学博士は述べている。Sucre博士とKropski博士は、この論文の共著者であり、 VUMCの小児科および遺伝学のレジデントであり、博士研究員であるBryce Schuler 医学博士が、この論文の筆頭著者だ。SARS-CoV-2について学ぶことはまだたくさんあるが、よく知られているのは、ウイルス粒子が肺に吸入された後、ウイルス体から突き出るタンパ

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2020年11月14日にThe Journal of Extracellular Vesiclesのオンラインで公開されたオープンアクセスの論文で、イェール大学医学部内科リウマチ学および臨床免疫学部門医学病理学教授のPhilip Askenase医学博士（写真）は、重度の COVID-19 患者の場合、間葉系幹細胞（MSC）由来の エキソソーム が、重度の肺炎およびサイトカインストームの治療に優れている可能性があると主張している。この論文は「間葉系幹細胞（MSC）と回復期血漿を用いたCOVID-19療法はエクソソームの関与を考慮しなければならない：回復期血漿のエクソソームは弱い免疫抗体に拮抗するか？（COVID-19 Therapy with Mesenchymal Stromal Cells (MSC) and Convalescent Plasma Must Consider Exosome Involvement: Do the Exosomes in Convalescent Plasma Antagonize the Weak Immune Antibodies?）」と題されている。 Askenase博士は、MSCがCOVID-19やその他の深刻な状態の治療法としてますます使用されているが、放出されたエクソソームは同じくより安全で、より便利であり、したがって、エクソソーム自体がMSCよりも優れた治療上の選択であると述べている。 この主張を支持して、彼は、文献の多くの報告、および脊髄損傷の治療に関する彼のグループのデータ (PLoS One, 2018 Jan 2; 13(1):e0190358; doi: 10.1371/journal.pone.0190358) は、in vivoで全身投与されたMSC由来のエクソソームが、実際にMSC関連の有益な効果

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赤ちゃんが希なタイプの糖尿病を発症した理由についての遺伝的パズルを解くことで、インスリン産生の基礎となる新しい生物学的パスウェイが明らかになり、より一般的な糖尿病においても新しい治療法の研究が促進されるかもしれない。2020年11月9日にJournal of Clinical Investigationに発表されたこの研究はゲノムシーケンシングを使用して、出生直後に糖尿病を発症するという共通の臨床的特徴を持つ赤ちゃんのグループのすべてがYIPF5遺伝子に突然変異があることを明らかにした。 この研究は、幹細胞研究とCRISPR遺伝子編集ツールを組み合わせて、この遺伝子がインスリンを産生する細胞の機能に不可欠であることを示している。   この論文は「YIPF5変異は小胞体ストレスを介して新生児糖尿病と小頭症を引き起こす（YIPF5 Mutations Cause Neonatal Diabetes and Microcephaly Through Endoplasmic Reticulum Stress）」と題されている。この研究論文には、「YIPF5変異が新生児糖尿病と小頭症を引き起こす：精密医療と機械的理解の進歩（YIPF5 Mutations Cause Neonatal Diabetes and Microcephaly: Progress for Precision Medicine and Mechanistic Understanding）」と題された解説が付いている。エクセター大学（英国）、ブリュッセル自由大学（ベルギー）、ヘルシンキ大学（フィンランド）の科学者が率いる研究チームは、他の国際的な研究者と協力して、これらの突然変異がどのように細胞内に高レベルのストレスをもたらし、細胞死を引き起こすかを示した。 この研究は、YIPF5遺伝子機能がニューロンとイン

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1915年にイギリス海外派遣軍で最初に観測された塹壕熱は、第一次世界大戦中に推定50万人の兵士を病気にした。それ以来、この病気は戦場の代名詞となっている。 しかし今日、国際的な研究チームによる新研究で、この病気に関する証拠が明らかになった。PLOS ONE（2020年11月4日）で公開されたこの研究は、第一次世界大戦より数千年も前の民間人に起きた塹壕熱の、DNAエビデンスの発見について概説している。この研究チームは1世紀から19世紀の間に生きていた合計 145人の骨片と歯を分析した。 それらの約20％には、塹壕熱の原因となる細菌であるBartonella quintana の痕跡が含まれていた。 サウスフロリダ大学（USF）歴史学部の准教授であり、文化と環境の高度な研究のための研究所のメンバーであるDavide Tanasi 博士は、シチリア島のシラキュースにあるローマの墓地からこのプロジェクトの遺骨を発掘した。 USFのデジタル探査研究所の所長でもあるTanasi博士は、3世紀から4世紀にかけて、そこに住むキリスト教徒の人々の食生活と健康をよりよく理解するために、最初この職場で働き始めた。 Tanasi 博士は、フランスの疫学者との共同研究を通じ、リアルタイムPCRを使用して、遺体内の Bartonella quintana DNAを検出した。 「一度発症すると、塹壕熱のように、あなたのDNA内に痕跡を残し、あなたのDNAをさらなる情報と統合することができる病気がある」とTanasi博士は述べた。「これは、人が死んだ後でも、2000年前までさかのぼって感染した細菌の痕跡を見つけることができることを意味する。」 Tanasi博士は、この発見が塹壕熱の複雑な歴史に光を当て、3世紀と4世紀のこの地域のキリスト教徒の生活についての歴史的な疑問に答えるものだと言う。「考古学は過

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毎年、靭帯の損傷により、何千人ものアスリートや一般市民が厳しい状況に置かれている。 回復には時間がかかり、痛みを伴う。また、瘢痕が形成されたために完全に機能が戻らない場合もある。これは、靭帯の損傷がさらに損傷しやすくする要因だ。Stem Cells（2020年11月3日）で発表されたこの新しい エクソソーム ベースの研究は、将来的には歓迎すべき解決策につながる可能性がある。 このオープンアクセスの論文は「エクソソームで教育されたマクロファージとエクソソームが靭帯の治癒を差別的に改善する（Exosome‐Educated Macrophages and Exosomes Differentially Improve Ligament Healing.）」と題されている。この研究は、特定のエクソソームとエクソソームで教育されたマクロファージが、それぞれ靭帯の治癒を促進し、瘢痕を減らす方法を示している。 エクソソームは、これまでに研究されたすべての細胞によって放出され、タンパク質や遺伝情報を細胞間で往復させることができる小胞だ。 マクロファージは、通常、微生物を殺して死んだ細胞を取り除く白血球の一種だが、他の免疫系細胞の作用を刺激することもできる。「教育されたマクロファージ」（EEMs:Educated macrophages）は、情報伝達エクソソーム（この場合は間葉系間質細胞MSC由来のエクソソーム）との相互作用によって「教育」されたマクロファージを指す。 昨年、今回の研究チームのウィスコンシン大学マディソン校（UW-マディソン）の研究者らは、別の研究を発表している（Stem Cells のオープンアクセス論文として公開済）。この論文では、アキレス腱をEEMsで治療すると、炎症が軽減され、腱の強度が向上することを示している。 EEMsは、CD14 +マクロファージ

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半分がRNAで半分が一本鎖DNAであるレトロン（画像）と呼ばれる独特なハイブリッド構造は、多くの種類の細菌に見られる。 約35年前の発見以来、研究者は実験室でDNAの一本鎖を生成するためにレトロンを使用する方法を学んだが、細菌におけるレトロンの機能が何であるかを誰も知らなかった。2020年11月5日に Cell のオンラインで公開された論文で、ワイツマン科学研究所（イスラエル）のチームは、長年の謎を解く報告をしている。 この論文は「アンチファージ防御におけるバクテリアのレトロンの機能（Bacterial Retrons Function in Anti-Phage Defense.）」と題されている。 レトロンは、ウイルスに感染したときに細菌コロニーの生存を保証する免疫システムの番人だ。   細菌がウイルス感染から身を守るために使用する新しい戦略（植物の免疫システムで採用されているものと驚くほど似ている）を明らかにすることに加え、将来、ゲノム編集ツールキットに追加されるかもしれない多くの新しいレトロンを明らかにした。ワイツマン科学研究所微生物ゲノミクス研究室 のRotem Sorek教授の下で実施されたこの研究は、Sorek ラボのAdi Millman博士、Aude Bernheim博士そしてAvigail Stokar-Avihail氏が主導した。Sorek教授と彼のチームは、レトロンの謎を解き明かそうとはせず、細菌の免疫システムの新しい要素、特に細菌がウイルス感染をかわすのを助ける要素を探した。彼らの探索は、バクテリアの免疫系遺伝子がいわゆる「ディフェンスアイランド」内のゲノムに集まっている傾向があるという最近の発見によって容易になった。 研究チームがディフェンスアイランド内のレトロンのユニークな特徴を発見したことで、さらに調査することが決まった。 彼らの最初の研

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COVID-19 に関する喫緊の課題が1つが残っている：免疫はどれくらいの期間持続するか？ 免疫の重要な指標の1つは、ウイルス特異的抗体の存在だ。 以前の研究では、感染から回復した人々が潜在的に保護的な抗体を維持できるかどうかについて矛盾する説が提供されていた。ボストンのブリガムアンドウィメンズホスピタルの研究者が主導した新研究では、軽度から中等度のCOVID-19から回復した患者の血液サンプルと細胞を調べ、ウイルスに対する抗体が病気の解消後にほとんどの個人で低下した一方で、患者の一部分が感染後数ヶ月間の持続的な抗ウイルス抗体を産生したことが発見された。これらの持続的な抗ウイルス抗体は症状の経過が短く、COVID-19からより早く回復する人の中には、ウイルスに対するより効果的で耐久性のある免疫反応を開始している可能性があることを示唆している。 このCell誌に公開された論文は「迅速にCOVID-19を治癒した人が抗SARS-CoV-2抗体産生を維持する（Quick COVID-19 Healers Sustain Anti-SARS-CoV-2 Antibody Production.）」と題されている。「COVID-19後のウイルス特異的抗体レベルを維持しながら迅速に治癒する人のサブセットを発見した」と、ブリガムのアレルギーおよび臨床免疫学部門の免疫学者および准医師、およびハーバード大学医学部の准教授であるDuane Wesemann医学博士は述べた。 「これらの人に見られる免疫反応の種類は、保険契約への投資に少し似ている。これは、ウイルスとの将来の遭遇に対する潜在的な保護層を追加する免疫システムの方法だ。」Wesemannラボは、宿主の免疫系が生成する抗体のセット全体と、これらの抗体が病原体を認識することをどのように学習するかを研究している。 2020年の春、

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繁殖成功度に関連する遺伝的変異を特定した国際研究チームは、自分たちの発見が繁殖能力と不妊の根底にあるメカニズムを浮き彫りにする可能性があると述べた。 さらに、彼らの分析は、現在の選択の下で対立遺伝子を検出し、ヒトで進行中の自然淘汰の性質の洞察を提供するものだ。ペンシルベニア大学の集団遺伝学者であるIain Mathieson博士は、米国人類遺伝学会2020仮想会議でこの研究結果を発表した。 彼のプレゼンテーションは「ゲノムワイド分析がFADS遺伝子座での繁殖成功と進行中の自然淘汰に対する遺伝的影響を特定する（Genome-Wide Analysis Identifies Genetic Effects on Reproductive Success and Ongoing Natural Selection at the FADS Locus）」と題されており、ASHGの朝のセッション「ポリジーン形質とオミクスの自然淘汰」で配信された。 「この研究は、繁殖生物学と不妊症との潜在的な関連性に関する興味深いものだ」と、この研究の共著者であるオックスフォード大学（英国）のレバーフルム人口科学センターの所長であるMelinda Mills 博士は述べている。 「しかし、それはまた、多くの分野と数十年に渡り科学者によって尋ねられた最も魅力的で基本的な疑問の1つを経験的にテストするものでもある。つまり、ヒトの継続的な自然淘汰の証拠があるか？もしそうなら、それは何であり、それはどのように機能するのだろうか？」この新研究は、繁殖行動（タイミングと子供の数）の遺伝的基盤と生殖発達に関する以前の研究に基づき、これまでに生まれた子供の数、または子供がいないことについての、個々の遺伝的決定要因を特定するものだ。 研究者らは、ヨーロッパ系の最大785,604人の個人でゲノムワイド関連研究（GWAS

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COVID-19 のパンデミックは依然として世界中で猛威を振るっているが、アメリカ人類遺伝学会（ASHG）のメンバーは、ウイルスがどのように広がり、人々に感染するか、感受性と重症度に大きなばらつきがある理由を理解し、そして治療の可能性を探すことに取り組んでいる。10月28日水曜日、6人の研究者がASHG 2020仮想年次総会（10月27-30日）で現在のパンデミックに関連するいくつかの最新の研究結果を発表した。この会議には、世界80か国以上から6,000人を超える登録者が参加した。 これらの登録者のうち約1,000人が、「最新のCOVID-19研究アップデート」と題されたこの特別でタイムリーなセッションに参加した。 COVID-19の症状は大きく異なり、一部の患者では無症候性、他の患者では致命的だ。ヒトの遺伝的変異の役割を解明することは、感染症への感受性、ならびに患者の症状と転帰の違いについてのより良い理解をもたらす可能性がある。 3つの研究は、ヒトの遺伝学とCOVID-19の感受性と重症度に取り組んだものである。まず初めに、Regeneron Genetics CenterのJack Kosmicki氏らは、これまでのCOVID-19最大のトランス祖先エクソームシーケンシング研究の結果を発表した。以前の発見から、研究者は3p21.31遺伝子座を特定し、それが重症度の変動に寄与することを示唆した。このグループは、COVID-19とABO遺伝子座間の関連を再現できず、以前の発見が偽陽性であった可能性があることを示唆している。以前に報告された関連性に加えて、Kosmicki氏らは、COVID-19に関連する3つの新規遺伝子座と3つの遺伝子も特定した。2番目のレポートでは、フィンランド分子医学研究所のAndrea Ganna氏らが、COVID-19 Host Genet

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血液、尿、その他の生体液を循環する無細胞DNA（cfDNA）の短い断片は、人類の生理学や病気に関する豊富な情報を提供する。 cfDNAのメチル化マーカーを調べることで、研究者はDNAの由来組織を特定することが可能だ。新研究では、この方法を使用して、 COVID-19 感染を含む感染症および免疫関連疾患をモニターし、この技術の潜在的な臨床応用を実証している。 コーネル大学生物医学工学の博士課程学生であるAlexandre Cheng氏は、米国人類遺伝学会2020仮想会議（10月27-30日）でこの研究結果を発表した。cfDNA検査はすでに臨床患者のケアに影響を与えている。 たとえば、非侵襲的出生前検査では、cfDNAを使用して胎児の解剖学的または生理学的問題をスクリーニングし、移植拒絶反応を監視するためにcfDNAを評価するための複数の臨床試験が進行中だ。 死んだ細胞に由来するcfDNAは、体液中に遍在している。 組織の損傷を引き起こす感染症や免疫関連の病気の間、攻撃された組織からのcfDNAの量が増えることが予想される。cfDNAの起源組織を特定するために、Cheng氏と彼の同僚は、全ゲノムバイサルファイトシーケンシングと呼ばれるプロセスを通じて、組織特異的なDNAメチル化マーカーを分析した。研究者らは、さまざまな患者から採取した生体液中のcfDNAに対しこのプロセスを実行し、3つの異なる疾患設定で組織損傷をスクリーニングした。 エキサイティングで現在関連性のあるアプリケーションで、研究者らはCOVID-19患者からの血漿由来cfDNAの配列を決定した。彼らは、初期における肺および肝臓由来の高いcfDNAを観察した。これは、患者が回復するにつれて減少したが、赤芽球cfDNAの有意な増加もあった。 赤芽球は、成熟するにつれて核を失う若い赤血球だ。 これは、体が赤血球産

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ジョンズホプキンスブルームバーグ公衆衛生大学院の研究者が共同で主導した新研究によると、性別、年齢、および病気の重症度は、病気から守る高レベルの抗体を持っている可能性が高い COVID-19 生存者を特定するのに役立つ可能性があるという。この調査結果は、入院後にCOVID-19から回復した年配の男性が、COVID-19患者を治療するための血漿を提供する有力な候補であることを示唆している。 医師は、回収されたCOVID-19患者からの血漿（抗体を含む血液の一部）を使用して、COVID-19患者を治療し、またCOVID-19を予防するための予防策として使用している。医師は、はしか、おたふく風邪、ポリオ、エボラ出血熱、さらには1918年のインフルエンザのパンデミック発生時に、回復性血漿を使用して患者を治療したり、ウイルス曝露のリスクが高い人を予防接種したりしている。 COVID-19に対する回復期血漿治療の臨床試験が進行中であり、医師はこれまで、強い抗体反応を示す可能性が高いCOVID-19生存者を選択するためのガイダンスを持っていなかった。 「回復期の血漿交換研究のためのドナーの選択を導くために、性別、年齢、および疾患の重症度を使用する必要があることを提案する。これらは、抗体の量だけでなくその抗体の品質を予測する重要な患者の特徴であることが分かったからだ。」とこの研究の筆頭著者であるブルームバーグ校の分子微生物学および免疫学部の教授であるSabra Klein 博士は述べている。2020年8月7日にJournal of Clinical Investigationのオンラインで公開されたこの研究は、ブルームバーグ校の分子微生物学教授のArturo Casadevall博士、共同執筆者のジョンズ・ホプキンス医科大学輸血医学部長で病理学部教授のAaron Tobian 医学博士を含

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エクソソーム （細胞外小胞）は、自己免疫疾患や神経変性疾患から癌や組織損傷に至るまで、次世代の治療法として期待されている。 幹細胞に由来するエクソソームは、心臓発作後の心筋細胞の回復を助けることがすでに示されているが、それらの機序や、その有益な効果が幹細胞に由来するエクソソームに特有であるかどうかは謎のままだ。現在、ハーバード・工学／応用科学スクール（SEAS）の研究者は、エクソソームの治癒力の背後にある潜在的なメカニズムを解明し、心臓発作後の細胞を復活させるだけでなく、心臓発作中に酸素を奪われた細胞の機能を維持する能力を実証した。 研究者らは、組織の収縮を継続的に追跡するセンサーを埋め込んだ Heart-On-Chip を使用して、ヒト組織でこの機能を実証した。 チームはまた、これらのエクソソームは、血管の表面を覆い、幹細胞よりも豊富で維持が容易な内皮細胞に由来する可能性があることを実証した。 この研究は、Science Translational Medicineの2020年10月14日号に掲載された。 この論文のは、「内皮細胞外小胞には保護タンパク質が含まれており、ヒトの Heart-On-Chip における虚血再灌流障害を救済する（Endothelial Extracellular Vesicles Contain Protective Proteins and Rescue Ischemia-Reperfusion Injury in a Human Heart-On-Chip.）」と題されている。「我々のOrgan-on-chipテクノロジーは、チップ設計と格闘する段階から、創薬ターゲットと格闘する段階になった」と、SEASのTarrファミリー生物工学および応用物理学教授のKit Parker博士は述べた。 「この研究により、我々はヒトの細胞を使ってチッ

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それは分子スケールでは小さなゲームのように見えるかもしれない。 心筋細胞のフィラメント状タンパク質は、心臓を鼓動させるため完全に協調できるように、正確に同じ長さである必要がある。 別のタンパク質は、フィラメントが適切なサイズであるかどうかを判断し、そこに小さなキャップを付ける。 しかし、そのタンパク質が間違いを犯してキャップを早めに装着してしまうと、別のタンパク質であるレイオモジンがやって来て、キャップを邪魔にならないようにノックする。分子スケールでのこの小さなダンスは取るに足らないように聞こえるかもしれないが、健康な心臓や他の筋肉の発達に重要な役割を果たしている。PLOS Biologyのオンラインで2020年9月8日に公開された論文で、ワシントン州立大学（WSU）の研究チームがこのメカニズムがどのように機能するかを初めて証明した。 この論文は「レイオモジンがアクチンの細いフィラメントの先端に漏れのあるキャップを作製する（Leiomodin Creates a Leaky Cap at the Pointed End of Actin-Thin Filaments.）」と題されている。 この発見は将来、タンパク質の遺伝子変異に起因する深刻で時には壊滅的な遺伝性心臓病の診断と治療の改善につながる可能性がある。 これらの状態の1つである心筋症は、世界中の500人に1人が罹患しており、多くの場合、致命的または生涯にわたる健康への影響をもたらす可能性がある。ネマリンミオパチーと呼ばれる同様の状態は、体全体の骨格筋に影響を及ぼし、しばしば壊滅的な結果をもたらす。 「これらのタンパク質の変異は、ミオパチーの患者に見られる」と、WSUの遺伝子およびリンダボイランド化学工学および生物工学部の准教授であり、プロジェクトのリーダーのAlla Kostyukova博士は述べている。 「我々の

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どの患者が重症型の COVID-19 を発症するかを正確に予測できるスコアが初めて開発された。 RCSI（アイルランド王立外科医学院）大学の研究者が主導するこの研究は、2020年10月8日にランセットのトランスレーショナルリサーチジャーナルEBioMedicineのオンラインで発表された。 このオープンアクセスの論文は、「インターロイキン-6とインターロイキン-10の比率に基づく線形予後スコアが COVID-19 の転帰を予測する。（A Linear Prognostic Score Based on the Ratio of Interleukin-6 to Interleukin-10 Predicts Outcomes in COVID-19 .”）」と題されている。 ダブリン-ボストンスコア（Dublin-Boston score）と呼ばれる測定値は、ステロイドなどの治療法や集中治療室への入院の恩恵を受ける可能性のある患者を特定する際に、臨床医がより多くの情報に基づいた決定を下せるように設計されている。 この研究より前に、臨床的意思決定を導くために利用できるCOVID-19固有の予後スコアはなかった。 ダブリン-ボストンスコアは、最初の4日間の患者の血液を測定した後、7日目に感染がどの程度深刻になるかを正確に予測できる。 この血液検査は、体の免疫系にメッセージを送る炎症を制御する2つの分子のレベルを測定することによって機能する。これらの分子の1つであるインターロイキン（IL）-6は炎症誘発性であり、IL-10と呼ばれるもう一方の分子は抗炎症性だ。 両方のレベルは、重症のCovid-19患者で変化する。 時間の経過に伴うこれら2つの分子の比率の変化に基づいて、研究者は、各1ポイントの増加で、5.6倍より深刻な結果をもたらすポイントシステムを開発した。「ダブリン-ボス

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DNA構造を修飾し癌や他のいくつかの病気で頻繁に変異しているBAF複合体（哺乳類のSWI / SNF複合体）の前例のない3次元構造モデルが作成された。ダナファーバー癌研究所のCigall Kadoch博士（写真）率いる研究チームは、ヒト細胞から直接精製されたBAF複合体の最初の3D構造の『像』を報告した。 これは実験室で人工的に合成されたのではない。ネイティブの状態で、何千もの癌関連の突然変異を複合体内の特定の場所に空間的にマッピングする機会を提供する。「この複合体が実際に細胞の核内でどのように見えるかについての3D構造モデル、つまり『像』は、今まで捉えどころのないままだった。」とKadoch博士は述べた。   新たに得られたモデルは、「これまでに達成されたヒトBAF複合体の最も完全な全体像」を表している、とこの研究者はCell誌で報告した。 この論文は「内因性ヒトBAF複合体の構造モデルが疾患メカニズムに情報を与える（A Structural Model of the Endogenous Human BAF Complex Informs Disease Mechanisms.）」と題されている。Kadoch博士は、ダナファーバー癌研究所の小児腫瘍学の准教授、ハーバード大学医学部生化学および分子薬理学の教員、MITおよびハーバードのブロード研究所のメンバーおよびエピゲノミクスプログラム共同ディレクターである。 この新しい発見は、「BAF複合体の構成要素におけるヒト疾患に関連する突然変異を理解するための重要な基盤を提供する。これは、ヒトの癌の20％以上、およびいくつかの知的障害と神経発達障害に存在する」と著者は述べている。これらの洞察は、複合体を構成するタンパク質の変異がDNAの正常な調節の破壊につながり、したがって細胞内の遺伝子の発現につながり、細胞の癌性増殖を引き

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新型コロナ COVID-19 の特徴の1つは、まだ感染の兆候を示していない人が他の人に簡単に感染させる可能性があり、封じ込めが非常に難しいことだ。 ウィルスの保菌者は完全に体調が良く、日常業務に取り掛かる可能性がある。ウィルスを仕事に連れて行ったり、家族のいる家に連れて帰ったり、集会に行ったりする。 したがって、パンデミックの蔓延を食い止めるための世界的な取り組みの重要な部分は、まだ症状が出ていない人々の感染を、迅速に特定できる検査の開発だ。現在、カリフォルニア工科大学の研究者は、医療専門家の関与なしに、少量の唾液や血液の迅速な分析を通じて10分未満でCOVID-19感染の在宅診断を可能にする、低コストのセンサーを備えた新しいタイプの多重化テスト（複数種類のデータを組み合わせたテスト）を開発した。この研究は、カリフォルニア工科大学のAndrew and Peggy Cherng 医用生体工学科の助教授であるWei Gao博士の研究室で実施された。 以前、Gao博士と彼のチームは、血液、唾液、または汗に含まれる非常に低レベルの特定の化合物を検出することで、痛風やストレスレベルなどの状態を監視できるワイヤレスセンサーを開発した。 The journal Matter のオンラインで2020年10月1日に公開されたこの論文は「SARS-CoV-2 RapidPlex：迅速で低コストのCOVID-19診断とモニタリングのためのグラフェンベースの多重遠隔医療プラットフォーム（SARS-CoV-2 RapidPlex: A Graphene-Based Multiplexed Telemedicine Platform for Rapid and Low-Cost COVID-19 Diagnosis and Monitoring）」と題されている。この論文はThe jour

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ペンシルベニア大学医学部の研究チームによって、新しい、希な遺伝的形態の認知症が発見された。 この発見はまた、脳内にタンパク質が蓄積する新しいパスウェイに光を当てるものだ。この新しいパスウェイは、この新たに発見された病気や、アルツハイマー病などの関連した神経変性疾患を引き起こし、新しい治療法の対象となる可能性がある。 この研究は、2020年10月1日にScienceでオンラインで公開された。この論文は「常染色体優性VCPハイポモルフ変異はPHF-タウの分解を損なう（Autosomal Dominant VCP Hypomorph Mutation Impairs Disaggregation of PHF-tau.）」と題されている。アルツハイマー病は、脳の特定の部分にタウタンパク質と呼ばれるタンパク質が蓄積することを特徴とする神経変性疾患だ。   未知の神経変性疾患を持つ死亡したドナーからのヒト脳組織サンプルの検査に続き、研究者らは、脳内のバロシン含有タンパク質（valosin-containing protein：VCP）（画像）の新たな変異、液胞と呼ばれる変性領域でのタウタンパク質の蓄積およびそれらに空洞があるニューロンを発見した。この研究チームは、この新たに発見された疾患を「液胞タウオパチー」（vacuolar tauopathy ：VT）と名付けた。これは、神経細胞の液胞とタウタンパク質の凝集体の蓄積を特徴とする神経変性疾患だ。 「細胞内では、タンパク質が一緒になっていて、それらを引き離すことができるプロセスが必要だ。そうしないと、すべての種類が詰まって機能しなくながる。バロシン含有タンパク質は、タンパク質を見つける場合にしばしば関与する。 まとめて、それらを引き離す」と、ペンシルベニア大学ペレルマン医学部の病理学および臨床検査医学の助教授であるEdward

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ケルンとヘルシンキの研究チームは、脱毛を防ぐメカニズムを発見した。髪の再生に不可欠な毛包幹細胞は、組織内の低酸素濃度に応じて代謝状態を切り替えることで、寿命を延ばすことができるという。この研究チームは、Sara Wickström准教授（ヘルシンキ大学およびマックス・プランク老化生物学研究所）と皮膚科医のSabine Eming教授（ケルン大学）によって率いられ、ケルン大学の老化研究のCECAD クラスターオブエクセレンス、マックスプランク老化生物学研究所、共同研究センター829「皮膚ホメオスタシスを調節する分子メカニズム」分子医学センター（CMMC）（すべてケルン）、およびヘルシンキ大学の科学者が含まれていた。   Cell Metabolismで2020年9月8日にオンラインで公開されたこの論文は「グルタミン代謝は毛包幹細胞の運命の可逆性と長期維持を制御する（Glutamine Metabolism Controls Stem Cell Fate Reversibility and Long-Term Maintenance in the Hair Follicle）」と題されている。毎日、皮膚やその毛包などの組織は、紫外線などの環境ダメージにさらされている。 ダメージを受けた箇所は継続的に除去され、生まれ変わる。 平均5億個の細胞と100本の髪の毛が毎日流され、1.5グラムの物質に相当する。 死んだ物質は、区別され、増殖性が高く、長寿命の幹細胞に置き換わる。組織機能は、これらの幹細胞の活動と健康に依存している。 機能の低下や数の減少は老化につなががる。「老化における幹細胞の重要な役割は確立されているが、これらの重要な細胞の長期的な維持調節メカニズムについてはほとんど知られていない。 よく理解された機能と明確に識別可能な幹細胞を備えた毛包は、この重要な問題を研究する

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コロラド大学ボルダー校主導の研究で、脊椎動物と無脊椎動物を別ける特性は、5億年前の新しい遺伝子セットの出現によって可能となり、新しい遺伝子が脊椎動物の新しい形質の進化において重要な役割を果たしたことを発見した。2020年9月16日にNatureのオンラインで公開されたこの研究成果は、脊椎動物にのみ見られる遺伝子ファミリーが、胚発生時に脊椎動物に特有の頭の骨格やその他の形質を形成するために重要であることを示している。 この論文は「エンドセリン経路の進化が神経堤細胞の多様化を促進した（Evolution of the Endothelin Pathway Drove Neural Crest Cell Diversification.）」と題されている。 「すべての動物は、基本的に同じ基本的なレゴブロックのピースの組み合わせを持っている。この論文が示しているのは、脊椎動物にはそれに加えていくつかの特別なピースがあり、それらの特別なピースを特定することだ」と、生態学と進化生物学の准教授で、この論文の上級著者のDaniel Medeiros博士は述べている。脊椎動物のこれらの特別な部分は、「エンドセリンシグナル伝達経路」として知られている。これは、細胞が互いにどのように話すかに影響を与える遺伝子のセットだ。研究者らは、この遺伝子ファミリーが神経堤細胞（骨格部分、色素細胞、末梢神経系などの独特の脊椎動物の特徴に発達する細胞）が増殖し、体全体のさまざまな役割に特化できるようにする役割があることを発見した。進化論は、新しい形質の進化におけるゲノム重複の役割に重きを置いてきたが、それには正当な理由がある。ゲノムが複製されると、既存の遺伝子の新しいコピーが生物の中で新しい役割を担うことができる。しかし、以前のアイデアは主に観察に基づいていたため、Medeiros博士は、遺伝子重複によって脊

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ウイルスは、大気から深海まで、地球上のいたるところに天文学的な数で発生する。 驚くべきことに、ウイルスの豊富さと栄養素の豊富さを考えると、それらを食物として使用する生物は知られていなかった。2020年9月24日、Frontiers in Microbiologyで、生態学的に重要な海洋原生生物の2つのグループであるコアノゾア（画像）とピコゾアンが食作用（つまり、飲み込む）によって獲物（ウイルス）を捕まえるという説得力ある証拠を発表した。このオープンアクセスの論文は「シングルセルゲノミクスが海洋原生生物によって消費されたウイルスを明らかにする（Single Cell Genomics Reveals Viruses Consumed by Marine Protists.）」と題されている。 「我々のデータは、多くの原生生物の細胞が細菌ではなく多種多様な非感染性ウイルスのDNAを含んでいることを示しており、これは細菌ではなくウイルスを食べているという強力な証拠だ。これらの調査結果は、海洋食物網におけるウイルスと原生生物の役割に関する現在主流の見解に反しているため、これは大きな驚きだった。」と、米国メイン州イーストブースベイにあるビゲロー海洋科学研究所の単一細胞ゲノミクスセンターの所長である著者のRamunas Stepanauskas 博士は述べている。Stepanauskas博士らは、2009年7月に米国メイン湾の北西大西洋、2016年1月と7月にスペインのカタルーニャ沖の地中海の2つの場所から地表海水をサンプリングした。 彼らは、最新のシングルセルゲノミクスツールを使用して、水中の1,698の原生生物からの全DNAを配列決定した。 結果として得られる「単一増幅ゲノム」（SAG）のそれぞれは、関連するDNAの有無（たとえば、共生生物、摂取した獲物、ウイルスや細菌がその外

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男性特有のY染色体遺伝子のあまり知られていない役割に新たな光が当てられ、 COVID-19 を含むさまざまな病気で、男性が女性とは異なる重症化を示すのか理由を説明することができるかもしれない。この研究成果は、モントリオール大学・モントリオール臨床研究所の実験的心臓血管生物学研究ユニットのディレクターであるChristian Deschepper医学博士によって、Scientific Reports の2020年9月10日号で報告された。このオープンアクセスの論文は、「成体マウスの非生殖細胞における隣接するY染色体遺伝子と常染色体mRNA転写物に対するUty / Ddx3y遺伝子座の調節効果（Regulatory Effects of the Uty/Ddx3y Locus on Neighboring Chromosome Y Genes and Autosomal mRNA Transcripts in Adult Mouse Non-Reproductive Cells.）」と題されている。 「我々の発見は、Y染色体上の男性遺伝子がどのように男性細胞が女性細胞と異なって機能することを可能にするかについてより良い理解を提供する」とマギル大学の准教授でもあり、この論文の唯一の著者であるDeschepper博士は語った。 「将来、これらの結果は、いくつかの病気が男性と女性で異なって発生する理由に光を当てるのに役立つ可能性がある。」 ヒトはそれぞれ、1対の性染色体を含む23対の染色体を持っている。 女性は2つのX性染色体を持っているが、男性は1つのX染色体と1つのY染色体を持っている。 この男性のY染色体は、女性に欠けている遺伝子を持っている。 これらの男性遺伝子は体のすべての細胞で発現しているが、これまでに確認された唯一の役割は、本質的に性器の機能に限定されている。

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テルアビブ大学の研究者らによると、遺伝子変異PiZまたはPiSの保因者は、重度の病気や COVID-19 による死亡のリスクが高いことを示唆している。 これらの変異は、重度の感染症の場合に肺組織を損傷から保護するα1-アンチトリプシンタンパク質の欠損に繋がっているという。他の研究では、このタンパク質の欠乏が他の疾患の肺機能への炎症性損傷と関連していることがすでに知られている。 この研究は、テルアビブ大学サックラー医学部のDavid Gurwitz教授、Noam Shomron教授および修士課程候補のGuy Shapira氏が主導し、2020年9月22日にFASEB Journalでオンライン公開された。このオープンアクセスの論文は「アルファ1アンチトリプシン欠損症の対立遺伝子頻度の人種差がCOVID-19致死率の国による差を部分的に説明している可能性がある（Ethnic Differences in Alpha‐1 Antitrypsin Deficiency Allele Frequencies May Partially Explain National Differences In COVID-19 Fatality Rates.）」と題されている。 この研究者らは、すべての大陸の67か国からのデータを分析した。 比較により、米国、英国、ベルギー、スペイン、イタリアなどの多くの国で、母集団における2つの突然変異の有病率とCOVID-19 死亡率（母集団のサイズに合わせて調整）との間に非常に有意な正の相関関係があることが明らかになった。 その結果、研究者らは、これらの突然変異が重度のCOVID-19 の追加の危険因子である可能性があることを示唆している。 彼らは現在、この発見は臨床試験によって裏付けられるべきであり、検証されれば、PiSおよび/またはPiZ

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なぜある種のタランチュラはとても鮮やかな色をしているのだろうか？ 科学者らは、色を区別できないと長い間考えられていた夕方と夜間に活動する大きくて毛むくじゃらのクモが、なぜこのように鮮やかな青色と緑色なのかに疑問に感じ、それらが色覚を持っているのではと考えた。イェール-NUS大学（シンガポール）とカーネギーメロン大学（CMU）（米国）の研究者による最近の研究は、新しい仮説を支持している。これらの鮮やかな青色は、仲間間のコミュニケーションに潜在的に使用でき、緑色は葉の間に身を隠すための能力を与えるというものだ。 この研究はまた、タランチュラは以前に信じられていたほど色を区別できないということではなく、これらのクモ類は自分たちの体の明るい青色の色調を知覚できるかもしれないことを示唆している。  このオープンアクセスの論文は、2020年9月23日に英国王立協会紀要Bのオンラインで公開され、最新号（2020年9月30日）の表紙に掲載された。この研究は、CMUのSaoirse Foley博士とVinod Kumar Saranathan博士が共同で主導し、双方ともイェール-NUS大学の科学部門のWilliam Piel博士と共同で行ったものだ。タランチュラの体色の進化的基礎を理解するために、彼らはタランチュラにおけるさまざまなオプシン（通常は動物の目に見られる光感受性タンパク質）の身体的発現を調査した。彼らは、現在の仮定に反して、ほとんどのタランチュラには、ピーコックスパイダーなどの色覚が良好な日中活動性のクモで通常発現されるオプシンのほぼ完全な補体があることを発見した。 これらの発見は、色を区別できないと長い間考えられてきたタランチュラが、他のタランチュラの明るい青色を知覚できることを示唆している。 研究チームは、比較系統解析を使用して、1億1000万年前のタランチュラの祖先の色

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まるでレンチのように、SWI/SNF（SWItch / Sucrose Non-Fermentable）クロマチンリモデリング複合体は、細胞内のDNAを引き締めたり緩めたりして、タンパク質になるための遺伝子の回転を制御する。これらの複合体は、正しく組み立てられると、正常組織の発達に重要な役割を果たし、壊れると癌の発症につながる可能性がある。通常、これらの複合体はそれらをコードする遺伝子の突然変異によって破壊されるが、これがどのように癌につながるのかはよく解っていなかった。 テキサス大学（UT）サウスウエスタン校 Children's Medical Center Research Institute（CRI）による新研究により、2つの主要なSWI/SNFタンパク質であるARID1AとARID1Bの変異が、どのように起こり、SWI/SNF複合体の集合を破壊することにより、癌の発生を促進するのかが明らかになった。   2020年9月7日にNatureCancerでオンラインで公開されたこの研究は、SWI/SNF生物学に関する基本的な疑問と、この複合体を標的にして癌細胞を殺すデザインされた治療戦略に取り組むものだ。この論文は「ARID1A / ARID1Bの二重損失は、BAF複合体の急速な発癌と破壊的な再分布につながる（Dual ARID1A/ARID1B Loss Leads to Rapid Carcinogenesis and Disruptive Redistribution of BAF complexes.）」と題されている。「SWI/SNFコンポーネントがほとんどすべての種類の癌で欠陥があることは明らかだが、コンポーネントの突然変異がどのようにSWI/SNF複合体の破壊につながるのか、そして複合体の破壊がどのように病気を引き起こすのかはまだ曖昧だ」と研究リーダー

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性染色体の進化は、性決定の根底にあるメカニズムを安定させ、通常は等しい性比をもたらすため、生物学ではとても重要だ。 スウェーデンのウプサラ大学の研究者が率いる国際的な研究チームは、タイセイヨウニシンでオスの性染色体の誕生を再構築することができたと報告している。オス特有の領域は小さく、性決定因子の3つの遺伝子と精子タンパク質の2つの遺伝子しか含まれていない。 この研究は最近PNASで発表された。 性染色体の初期の進化を研究することは困難だ。なぜなら、それは通常大昔に起こり、性決定染色体は通常急速に退化して反復配列を蓄積するからだ。 たとえば、ヒトには性決定のX / Yシステムがあり、Yの存在が男性の性を決定する。1億年以上前に確立されたヒトY染色体は、X染色体と同一の染色体から進化したが、その後Xに存在する遺伝子のほとんどを失い、現在はX染色体の約3分の1のサイズにすぎない。 タイセイヨウニシンにもX / Yシステムがあるが、それは若く、ごく最近に進化した。   ニシンでは、XとYの遺伝子含有量はほぼ同じだが、唯一の違いは、Yに3つの追加遺伝子があることだ。性決定因子（BMPR1BBY）とオスの生殖能力に不可欠であると予測される2つの精子タンパク質遺伝子だ。「この研究のユニークな特徴は、性染色体の誕生を再構築することができたことだ。 実際、ニシンのY染色体の進化は、息子がレゴの断片で構造を作るプロセスに似ている」と、ウプサラ大学のバイオインフォマティシャンで論文の筆頭著者であるNima Rafati 博士は述べている。 2つの異なる遺伝子の余分なコピーが出現し、X染色体と遺伝物質を交換できないオス特有の領域になった場所に転座したときに、2つの構成要素が形成された。 これに続いて、オス特異的領域への3番目の遺伝子の取り込みと、X染色体からのその喪失が起った。「Y特異的遺伝

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欧州内分泌学会（e-ECE 2020）年次総会で発表された研究成果（要約＃1044）によると、高齢男性における血中の遊離循環ビタミンDレベルは、総ビタミンDよりも将来の健康リスクのより優れた予測因子である可能性があるという。これらのデータは、血流中を循環していることがわかった遊離の前駆体型ビタミンDが、頻繁に測定される総ビタミンDよりも、将来の健康と病気のリスクをより正確に予測することを示唆している。ビタミンD欠乏症は、次のような複数の深刻な健康状態に関連しているためだ。 この研究は、ビタミンDレベルと高齢者の健康状態の悪化との関連についての更なる研究のための有望な分野であるかもしれないことを示唆している。   ビタミンD欠乏症はヨーロッパで、特に高齢者によく見られる。 それは、心血管疾患、癌、骨粗鬆症などの多くの老化関連疾患を発症するリスクが高いことに関連している。 しかし、体内にはいくつかの形態のビタミンD、つまり代謝物があるが、人々のビタミンDの状態を評価するために最も頻繁に使用されるのは、これらの代謝物の総量だ。前駆体ホルモンである25-ジヒドロキシビタミンDは、1,25-ジヒドロキシビタミンDに変換される。これは、我々の体内で活性型のビタミンDと見なされている。 我々の血液中のすべてのビタミンD代謝物の99％以上がタンパク質に結合しているため、生物学的に活性なのはごくわずかな部分だけだ。 したがって、自由でアクティブな形は、現在および将来の健康状態をより正確に予測できる可能性がある。ベルギーのルーヴェン大学病院のLeen Antonio博士と彼女のチームは、2003年から2005年の間、40歳から79 歳の1,970人の地域在住男性から収集されたヨーロッパ男性老化研究のデータを使用して、ビタミンDの遊離代謝物がより優れた健康予測因子であるかどうかを調査した。

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Gregory Poore氏がまだ大学の新入生だったとき、彼の祖母が後期段階の膵臓癌にかかっていることを知ってショックを受けた。 この状態は12月下旬に診断され、彼女は1月に亡くなった。 「彼女には事実上、警告の兆候や症状はなかった」とPoore氏は語った。 「なぜ彼女の癌が以前に発見されなかったのか、なぜ彼らが試みた治療に耐性を示したのか誰も説明することができなかった」Poore氏 が大学の研究を通じて学んだように、癌は伝統的にヒトゲノムの疾患と考えられていた：我々の遺伝子の変異は細胞が死を避け、増殖し、腫瘍を形成することを可能にしたと。   しかし、Poore 氏は、微生物がどのように膵臓癌の大部分に侵入し、これらの患者に与えられた主な化学療法薬を分解することができるかを示した Science の2017年の研究を見たとき、細菌とウイルスがより大きな役割を果たす可能性があるという考えに興味をそそられた。 Poore氏 は現在、カリフォルニア大学サンディエゴ医科大学の医学博士/博士号を取得しており、Rob Knight 博士の研究室で博士論文の研究を行っており、マイクロバイオームイノベーションセンターの教授およびディレクターを務めている。 共同研究者の学際的なグループと一緒に、Poore 博士とKnight 博士は、血液中に存在する微生物DNA-バクテリアとウイルス-のパターンを分析するだけで、誰が、そしてどのタイプの癌にかかっているかを特定する新しい方法を開発した。 2020年3月11日にNatureでオンラインで発表されたこの研究は、癌の見方と診断方法を変える可能性がある。この論文は「血液と組織のマイクロバイオーム分析が癌診断アプローチを示唆する（Microbiome Analyses of Blood and Tissues Suggest Cancer Dia

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イギリス・ウェールズのカーディフ大学の研究者は、「万能型」の癌治療に希望を与える新しいタイプのキラーT細胞を発見した。 癌のT細胞療法（免疫細胞を採取し、修正し、癌細胞を探して破壊するために患者の血液に戻す）は、癌治療の最新パラダイムだ。CAR-Tとして知られ最も広く使用されている治療法は、各患者に合わせてカスタマイズされているが、数種類の癌のみを対象としており、癌の大部分を占める固形腫瘍では成功していない。 カーディフ大学の研究者は現在、健康な細胞を無視しながら、ほとんどのヒトの癌の種類を認識して殺す新しいタイプのT細胞受容体（TCR）を備えたT細胞を発見した。 この新たに発見されたTCRは、広範囲の癌細胞の表面に存在する分子を認識する。また、体の多くの正常細胞にも存在するが、健康な細胞と癌細胞を区別して、後者のみを殺すことができる。 研究者らは、これは、これまで可能とは考えられていなかった「汎癌、汎集団のエキサイティングな機会」を免疫療法に提供することを意味すると述べた。従来のT細胞は他の細胞の表面をスキャンして異常を見つけ、異常なタンパク質を発現する癌細胞を排除するが、「正常な」タンパク質のみを含む細胞は無視する。 スキャンシステムは、ヒト白血球抗原（HLA）システムに属する細胞表面分子に結合している細胞タンパク質の小さな部分を認識し、キラーT細胞が表面をスキャンすることで細胞内で何が起こっているかを確認できる。 HLAシステムのタンパク質は個人によって大きく異なるため、これまで科学者はすべての人のほとんどの癌を標的とする単一のT細胞ベースの治療法を開発できなかった。しかし、2020年1月20日にNature Immunologyでオンライン公開されたカーディフ大学の研究は、MR1と呼ばれる単一のHLA様分子を介して多くのタイプの癌を認識することができるユニークなT

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我々はマウスとの共通点はあまり無い。 8000万年に渡る進化による分岐の後、DNAの類似点を見るためには少し目を凝らす必要がある。 進化に抵抗し、マウスとヒト（そしてラットとフグ）の間で同一であり続けたDNA断片は、重要であり、恐らく不可欠であることは明らかだ。シアトルのFred Hutchinson Cancer Research Centerの科学者は、これらの超保存されたDNA要素が不可欠であることを示した。2020年1月7日にNature Geneticsでオンラインで公開されたこの論文は「RNAアイソフォームのスクリーニングで明らかになった、有害な超保存エキソンの不可欠性と腫瘍抑制活性」と題されている。 我々はマウスとの共通点はあまり無い。 8000万年に渡る進化による分岐の後、DNAの類似点を見るためには少し目を凝らす必要がある。 進化に抵抗し、マウスとヒト（そしてラットとフグ）の間で同一であり続けたDNA断片は、重要であり、恐らく不可欠であることは明らかだ。「超保存エレメント」として知られるこれらのDNAセクションは、2003年に最初のヒトゲノムシーケンスが公開されたときに科学的な注目を即座に集めた。科学者はこれらのエレメントの分子機能を発見したが、これまでその本質は示されてこなかった。2020年1月7日にNature Geneticsでオンラインで公開されたこの新しい研究で、ワシントン州シアトルのFred Hutchinson Cancer Research Centerの科学者は、これらの超保存されたDNA要素は確かに不可欠であることを示した。 この論文は「RNAアイソフォームのスクリーニングで明らかになった、有害な超保存エキソンの不可欠性と腫瘍抑制活性（RNA Isoform Screens Uncover the Essentiality and T

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ユタ大学のハンツマン癌研究所（HCI）の研究者は、ヒトの思春期プロセスの史上初のゲノムスケール分析で、思春期の男性の幹細胞に対する明確かつ重要な変化の概要を説明している。 さらにこの研究では、テストステロンとテストステロンを産生する細胞が、男性の生殖器官の幹細胞にどのように影響するかを概説している。この研究で、不妊や癌やその他の病気につながる細胞の変化など、人の健康の重要な領域に関する洞察をもたらす知識が劇的に追加されるとこの研究者は考えている。 2020年1月9日にCell Stem Cellでオンラインで公開されたこの研究は、HCIの癌研究者であり、ユタ大学の腫瘍学の教授であるBradley Cairns 博士が、HCIのケアンズラボのポスドク研究員であるJingtao Guo博士、ユタ大学外科助教授のJames Hotaling 医学博士、そしてオックスフォード大学人間遺伝学准教授のAnne Goriely博士、と共同で行った。この論文は「ヒトの思春期における精巣発達の動的転写細胞アトラス（The Dynamic Transcriptional Cell Atlas of Testis Development During Human Puberty）」と題されている。思春期は、ヒトや他の哺乳類の発達上の多くの変化を引き起こす。 思春期の特徴には、急速な成長のような肉眼で容易に見える身体的特徴が含まれる。 これらの物理的およびホルモンの変化は、成熟期が生殖期に備える過程を示している。 精巣、精子を作り、貯蔵し、テストステロンを作り出す男性の生殖器官では、思春期は細胞レベルおよび生理学レベルで記念碑的な変化をもたらす。新しいゲノム技術のおかげで、研究者は器官全体の個々の細胞における数千個の遺伝子の発現を調べることができ、思春期の細胞の挙動に関する前例のない洞察を得た。

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前立腺癌細胞が動き広がり始めるためにどのようなメカニズムが使用されるのかについて、分子レベルでの理解の高まりは、長期的には、進行性の前立腺癌の治療のための新しい機会を提供するかもしれない。これについて、スウェーデンのウメオ大学病理学教授のMaréne Landström医学博士（写真）が発表したばかりの新しい研究成果が示唆している。この研究はウプサラ大学の研究者および日本の昭和薬科大学の伊東 進 博士と共同で行われたものだ。この研究は、2020年9月3日にiScienceでオンラインで公開された。 このオープンアクセスの論文は「Smad7がTGF-βによって誘導されるc-Junの転写を促進し、HDAC6が前立腺癌細胞の浸潤を促進する（Smad7 Enhances TGF-β-Induced Transcription of c-Jun and HDAC6 Promoting Invasion of Prostate Cancer Cells.）」と題されている。 「シグナル伝達分子内の特定のアミノ酸が癌細胞の動員に重要な役割を果たし、そのようにして転移のリスクを高めていることを示すことができる」とLandström博士は述べている。 この研究では、細胞の成長と特殊化の方法を調節する成長因子TGF-β（トランスフォーミング成長因子ベータ）を研究した。 以前の研究では、多くの形態の癌におけるTGF-βの過剰産生が示されている。1つは前立腺癌だ。 高レベルのTGF-βは、癌細胞を刺激して人体に拡散し、生命を脅かす二次腫瘍、いわゆる転移を引き起こす成長因子の結果として、予後不良および低生存率と強く関連していることが証明されている。TGF-βは、TGF-βシグナル伝達鎖の活性成分であるタンパク質Smad7の発現を調節する。 健康な細胞では、Smad7は負のフィードバックを介して継

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COVID-19 のほとんどの人は比較的軽度の症状だが、一部の人は重度の肺炎と呼吸不全を発症し、死に至る可能性がある。Beth Israel Deaconess Medical Center（BIDMC）の免疫学者Dan H. Barouch医学博士らは、最近発表されたこれまでの研究で、COVID-19ワクチン候補が中和抗体を産生し、COVID-19を引き起こすウイルスSARS-CoV-2から非ヒト霊長類（NHP）を強力に保護することを示した。2020年9月3日にNature Medicineでオンラインで公開された新しい研究で、Barouch博士らは、最適なワクチンがシリアンハムスターに強力な免疫反応を誘発し、体重減少、肺炎、死亡などの重篤な臨床疾患を予防することを実証した。 このオープンアクセス論文は「Ad26ワクチンがハムスターのSARS-CoV-2重症臨床疾患から保護する（Ad26 Vaccine Protects Against SARS-CoV-2 Severe Clinical Disease in Hamsters.）」と題されている。 「最近、Ad26ベースのSARS-CoV-2ワクチンがアカゲザルに強力な防御を提供したことを報告した。このワクチンは現在、ヒトで評価されている」と、BIDMCのウイルス学およびワクチン研究センターの所長であるBarouch博士は述べている。 「しかし、ヒト以外の霊長類は通常、重篤な臨床疾患を発症しないため、このワクチンが、臨床疾患の影響を受けやすいハムスターのSARS-CoV-2による重度の肺炎と死亡を予防できるかどうかを研究することが重要だった。」 BIDMCとJohnson＆Johnson（J＆J）の共同開発により開発されたワクチンは、アデノウイルス血清型26（Ad26）と呼ばれる一般的な風邪ウイルスを使用して、S

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新しいタイプの抗原提示免疫細胞を特定したという免疫学の教科書が変わる可能性がある発見が、ベルギーのVIB-UGent Center for Inflammation ResearchのBart Lambrecht 博士、Martin Guilliams 博士 Hamida Hammad 博士、Charlotte Scott 博士を含む国際的な研究チームによって行われた。2020年5月8日にImmunityのオンラインで公開されたこの論文は、「炎症性2型cDCがcDC1とマクロファージの機能を獲得して呼吸器ウイルス感染に対する免疫を調整する（Inflammatory Type 2 cDCs Acquire Features of cDC1s and Macrophages to Orchestrate Immunity to Respiratory Virus Infection.）」と題されている。 樹状細胞の拡張ファミリーの一部であるこれらの細胞は、呼吸器ウイルス感染時に他の免疫細胞に抗原を提示する上で重要な役割を果たし、回復期の血漿がウイルス感染患者の免疫応答を高めるのにどのように役立つかを説明できるという。人体が感染に直面すると、炎症と発熱で反応する。これは、免疫システムが機能していることを示しており、軍の兵士のように多くの細胞の活性化につながる。樹状細胞はその軍隊の将軍だ。彼らは、「侵入者」に由来する抗原を免疫系の細胞に提示することにより、感染した細胞を殺すように兵士を正確に活性化し、指示することができる。体内で抗原提示機能を実行する樹状細胞 にはいくつかの種類がある。従来の初期の樹状細胞は、感染がない場合でも、危険な侵入者がないか継続的に身体をスキャンする。感染によって引き起こされた炎症があると、樹状細胞の別のサブセットが炎症性単球から出現する。単球由来樹状細胞

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2019年後半に中国の武漢市で初めて出現したSARS-CoV-2ウイルスは、世界中で病気と死を引き起こしている。 既に承認された医薬品の転用を含め、 COVID-19 を治療するための複数のソリューションが検討されてきたが、この研究は非常に有望な治療オプションを指摘している。シカゴ大学のプリツカー分子工学大学院（PME）の研究チームは、最先端のコンピューターシミュレーションを使用して、この世界的なパンデミックの解決策を迅速に追跡できる既存の薬物を特定した。 彼らの発見は、2020年8月14日にScience Advancesのオンラインで公開された。このオープンアクセス論文は「SARS CoV 2 Main 4 Proteaseへのエブセレン結合活性の分子特性（Molecular Characterization of Ebselen Binding Activity to SARS CoV 2 Main 4 Protease）」と題されている。 2月初旬、パンデミックの急速な進展を懸念して、Juan de Pablo 博士とその生徒らは、分子モデリングの専門知識を利用して、病気の治療法を見つけた。 彼らだけではなかった。 世界中の他のグループは、SARS-CoV-2ウイルスに対する潜在的な使用について、既存の何千もの化合物を迅速にスクリーニングするためにスーパーコンピューターを使用し始めていた。「ハイスループットスクリーニングに用いられる化合物は多数あるので、それらの計算は必然的にいくつかの単純化を伴う必要があり、その結果は実験とより洗練された計算を使用して評価されなければならない。」de Pablo 博士はそう説明した。研究者らはまず、標的とするウイルスの弱点を見つけることに集中した。 彼らは主なプロテアーゼであるMproを選んだ。 Mproは、ウイルスのライフサイク

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なぜ COVID-19 ウイルスは致命的であるのに、他の多くのコロナウイルスは無害で風邪をひくだけなのか？ ポーランドとアメリカのアラバマ大学バーミンガム校（UAB）の研究チームがその答えを提案した。COVID-19ウイルスはマイクロRNAの「スポンジ」として機能するという。ポーランドのグダニスク医科大学の Rafal Bartoszewski 博士らによるこの仮説は、American Journal of Physiology-Lung Cellular and Molecular Physiologyの展望として、2020年8月5日にオンラインで公開された。 この論文は、「SARS-CoV-2は特定の宿主miRNAの枯渇を通じて細胞応答を調節する可能性がある（SARS-CoV-2 May Regulate Cellular Responses Through Depletion of Specific Host miRNAs）」と題されている。 この作用は、ウイルスの複製を助け、宿主の免疫反応を妨げる方法で宿主のマイクロRNAレベルを調節する。 この検証可能な仮説は、現在の文献の分析およびCOVID-19ウイルスと他の6つのコロナウイルスのバイオインフォマティクス研究から導かれた。 ヒトマイクロRNA（miRNA）は、約22の塩基で構成される短いノンコーディングRNAだ。 それらは、細胞の特定のメッセンジャーRNAとの相補的なペアリングによって遺伝子発現を調節するように作用する。 そのペアリングはメッセンジャーRNAをサイレンシングさせ、タンパク質に翻訳されるのを防ぐ。したがって、miRNAは、細胞代謝や、ストレスやウイルス感染などの有害な課題に対する細胞の応答を微調整するコントローラーだ。 COVID-19ウイルスのようなウイルスRNAを複製することは、全細胞

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テキサスA＆M大学の生物医学工学部および医学生理学部の助教授Abhishek Jain博士（写真）は、MDアンダーソン癌センターの婦人科腫瘍学および癌生物学の研究者らと協力して、卵巣癌腫瘍、血管、血小板の間の相互作用について研究を行っている。この研究者らは、腫瘍が血管の障壁を破り、これが血小板を含む血液細胞とのコミュニケーションを可能にすることを発見した。 これらの腫瘍が血小板と接触すると、転移する可能性がある。 この共同研究の成果は、2020年7月27日にBlood Advancesのオンラインに掲載された。 この論文は「OvCa-Chip Microsystemが卵巣癌の血管内皮介在性血小板溢出を再現する（OvCa-Chip Microsystem Recreates Vascular Endothelium–Mediated Platelet Extravasation in Ovarian Cancer.）」と題されている。   以前、研究者らは血小板が卵巣癌転移の開始因子の1つであることを理解していたが、何が血小板を腫瘍細胞に導入することにつながったのか分からなかった。動物モデルでこの関係を観察するので苦労する代わりに、Jain博士のチームは新しい解決策を創り出した。それは、USBドライブサイズのマイクロ流体医療デバイス「organ-on-a-chip」だ。このチームはOvCa-Chip（ovarian cancer chip）を設計して、腫瘍と血小板の間の生物学的プロセスを研究者がより簡単に確認できるようにした。血栓症と止血に関する国際学会へのインタビューで、Jain博士は次のように説明した。 「血管と共培養でき、血液細胞と相互作用できる。これらの相互作用について学習したら、次に、薬物がこれらの種類の相互作用にどのように影響するかを調査するために進むことがで

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テキサスA＆M大学獣医学部（CVMBS）での画期的な研究により、野生生物における何世紀にも渡る炭疽菌との戦いにおいて、新しい武器が間もなく登場するかもしれない。炭疽症は炭疽菌と呼ばれる細菌によって表面の土壌や草が汚染され、家畜や放牧野生生物が摂取または吸入することで引き起こされる病気である。 これは、テキサス州西部で特に一般的で、毎年この病気によって家畜と野生生物が死んでいる。 普段は注意を引く問題ではないが、2019年の急増により州全体に注目が集まった。 CVMBS獣医病理学部（VTPB）のWalt Cook 博士率いるクックワイルドライフラボのポスドク研究員であるJamie Benn Felix 博士によると、2019年に10,000頭以上の動物の死亡の原因となった可能性があるという。「各動物の経済的価値が1,000ドルであると仮定しても、わずか数か月で1,000万ドルの経済的損失が見られた」と彼女は語った。「そして、この事件のレポートよりもかなり高くなる可能性がある」良いニュースは、炭疽菌に対するワクチンがすでにあり、多くの家畜所有者が毎年管理していることだ。 残念ながら、それは家畜にとって時間のかかる注射でのみ投与でき、野生生物にとっては実行不可能だ。 そのことを念頭に置いて、Benn Felix 博士とクックワイルドライフラボチームは、VTPBの研究者であるAllison Rice-Ficht 博士とThomas Ficht 博士と協力して、野生生物への潜在的な投与を可能にする経口ワクチン投与するための製剤の開発に取り組んだ。Benn Felix 博士と同僚は最近、Natureでパイロット研究の結果を発表し、現在、次のテストに移っている。 このオープンアクセスのNatureの論文は2020年7月10日にオンラインで公開され、「マイクロカプセル化された炭疽菌菌株3

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ヒトが読み書きのシステムを開発し始めたのは過去数千年以内のことだ。 我々の読書能力は他の動物種と一線を画すものだが、数千年はヒトの脳が特に読書に専念する新しい領域を進化させるにはあまりにも短い時間枠だ。 このスキルの発達を説明するために、一部の科学者は、元々他の目的のために進化した脳の部分が読書のために「リサイクル」されたと仮定した。2020年8月4日にNature Communicationsのオンラインで掲載されたMITの神経科学者らによるこの論文は、「下側頭皮質は未訓練のサルの正射図処理の皮質前駆体である可能性」と題されている。 ヒトが読み書きのシステムを開発し始めたのは過去数千年以内のことだ。 我々の読書能力は他の動物種と一線を画すものだが、数千年はヒトの脳が特に読書に専念する新しい領域を進化させるにはあまりにも短い時間枠だ。 このスキルの発達を説明するために、一部の科学者は、元々他の目的のために進化した脳の部分が読書のために「リサイクル」されたと仮定した。一例として、彼らは、オブジェクト認識の実行に特化した視覚システムの一部が、正字法と呼ばれる読書の主要なコンポーネント、つまり書かれた文字や単語を認識する機能に転用されたことを示唆している。 MITの神経科学者らによる新研究は、この仮説の証拠を提供している。この研究成果は、読む方法を知らない非ヒト霊長類であっても、下側頭葉皮質（ inferotemporal cortex）と呼ばれる脳の一部が、意味のない単語と単語を区別したり、単語から特定の文字を取り出すなどのタスクを実行できることを示唆している 。「この研究は、視覚処理の神経メカニズムの急速な発達への理解と霊長類の重要な行動（ヒトの読書）との間の潜在的なつながりを紐解いた」と Rishi Rajalingham博士（MIT 脳・認知科学部門の責任者、マクガバン

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ハーバード大学医学部とブロードインスティチュートのSonia Vallabh博士（写真）とEric Minikel 博士、イオニスファーマシューティカルズ のHoni Kordasiewicz博士、そしてマクラフリン研究所のDeborah Cabin 博士が率いる研究チームは、2020年8月10日に Nucleic Acids Research のオンラインで発表された「プリオンタンパク質の低下は疾患修飾因子である（Prion Protein Lowering is a Disease-modifying Therapy Across Prion Strains, Stages, and Endpoints.）」と題された論文で、メカニズムの実験と動物モデルシステムでの検証を含む、プリオン障害のさまざまな プリオン株 、病期、およびエンドポイントに対するアンチセンス療法の前臨床研究の結果を報告している。   この論文は、NARによって「画期的な論文」、つまり「新しい研究の機会と方向性を明確に動機づけ、導く研究分野について、卓越した新しい洞察と理解を提供する研究を説明する論文」として指定された。 「画期的な論文」は、NARが出版のためにアクセプトする上位の論文を表しており、編集者は、レビュアーと編集委員による推薦とその後の推奨に基づいて選択する。プリオン病は火急に致命的であり、現在治療不可能な神経変性疾患だ。 これらには、クロイツフェルトヤコブ病、致命的な家族性不眠症、クールー病、牛の牛海綿状脳炎（BSE）（狂牛病）、羊のスクレイピーが含まれる。 これらの疾患は、正常なプリオンタンパク質（PrP）の構造の破壊によって引き起こされる。 破壊されたプリオンタンパク質は、通常のプリオンタンパク質を特徴付けるアルファヘリックス構造ではなく、ベータシート構造を特徴としている。 破壊

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深海アンコウは、驚くべき繁殖戦略を採用している。 小さな子供のオスは、比較的巨大なメスに永久に付着し、組織を融合させ、その後、共通の血液循環を確立する。 このようにして、母親の子宮の発達中の胎児や移植患者のドナー臓器のように、オスは栄養供給に関してメスに完全に依存するようになる。アンコウの、この異常な現象は性的寄生と呼ばれ、雌雄がめったに出会わない深海の広大な空間に住むこれらの動物の繁殖成功に貢献している。 オスのメスへの永久的な愛着は、解剖学的な結合の一種を表しており、遺伝的に同一の双生児でまれにしか発生しないことを除いて、本来は未知だ。 免疫システムはここでは並外れた支障を表す。 病原体に感染した細胞を破壊する様に、外来組織を攻撃する。   臓器移植の長期生存を確実にするために、免疫抑制薬と一緒にドナーとレシピエントの組織特性を注意深くクロスマッチングする必要があるヒトの臓器移植を取り巻く問題がある。 しかし、アンコウの場合、組織拒絶が起きずに、同じ種の個体が互いに簡単に受け入れることができるのはなぜだろうか？性的寄生の現象は、最初のペアが1920年にアイスランドの漁業生物学者によって発見されて以来、100年間謎だった。現在、ドイツと米国の科学者らは、この1世紀に渡る難問を解決し、2020年7月30日にサイエンスで彼らの発見をオンラインで報告している。 この論文は「性的寄生の免疫遺伝学（The Immunogenetics of Sexual Parasitism.）」と題されている。数年前、ドイツのフライブルクにあるマックスプランク研究所（MPI）の免疫生物学およびエピジェネティクス部門で働くThomas Boehm 医学博士（医師であり免疫学者）と、アメリカのシアトルにあるワシントン大学のTheodore W. Pietsch 博士（魚類学者であり国際的に有名な

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UT サウスウェスタン（UTSW）の研究者らによる新たな研究で、酸素感知酵素の1種がトリプルネガティブ乳癌（TNBC）療法の有効なターゲットになる可能性があることが報告された。2020年7月20日にCancer Discoveryのオンラインで発表されたこの研究成果は、有効な治療オプションがほとんどなく、予後不良に直面することが多いこの患者のサブセットに希望をもたらすかもしれない。 この論文は、「トリプルネガティブ乳癌の治療標的としてのBBOX1の特定（Identification of BBOX1 as a Therapeutic Target in Triple-Negative Breast Cancer.）」と題されている。エストロゲン受容体、プロゲステロン受容体、および成長促進タンパク質HER2の過剰発現がないためにトリプルネガティブ乳癌と呼ばれ、これはすべての乳癌の15〜20％にすぎない。   ただし、UTSWの病理学部の准教授およびテキサス州立癌予防研究所（CPRIT）の学者であるQing Zhang博士は、これはすべての乳癌の中で最も致命的であり、5年生存率は 他のタイプの93％と比較して77％。 ホルモン受容体またはHER2陽性である他の癌とは異なり、TNBCは標的治療を行わないため、患者は手術、化学療法、および放射線のみに依存する必要があり、標的治療よりも効果が低く、健康な組織に害を及ぼす可能性があるという。Zhang博士の研究室は、低酸素環境で癌がどのよう拡大するかを研究している。 Zhang博士と彼の同僚は、TNBCの実行可能な薬物ターゲットを探して、細胞内の酸素センサーとして機能する70酵素を含む、2-オキソグルタル酸（2-OG）依存酵素に注目した。 TNBCでの役割を決定するために、この研究者らは特定の遺伝子の発現を遮断できる遺伝物質の断片で

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英国の助成を受けたオックスフォード大学の研究者による共同研究では、癌細胞が成長し治療によるストレスに癌細胞が適応する新しいメカニズムが明らかになった。 このメカニズムには、細胞がエクソソームとして知られている小さな小胞を放出することが含まれる。 これらの エクソソーム は、タンパク質、RNA、および他の分子の複雑な混合物を含み、周囲の細胞を再プログラムすることができる。エクソソームは、体内のすべての細胞によって放出され、免疫や生殖などの健康な個人の多くのプロセスで重要な役割を果たすと考えられている。 しかし、癌では、腫瘍の成長や転移などの病理学的変化を引き起こすことがある。 これまでの研究では、エクソソームは後期エンドソームとして知られている細胞のコンパートメントで作られることが示唆されており、損傷したタンパク質や細胞構造を取り除くことで細胞を健康に保つためにも使用されている。 ショウジョウバエとヒトの癌細胞の補完分析を組み合わせることにより、共同チームは、細胞のリサイクルシステムでもエクソソームが作られ、再利用可能なタンパク質を廃棄物処理システムからそらすことを示した。 それらはRab11a-エクソソームと呼ばれ、癌が成長し、現在の治療から生き延びるのを助けるかもしれない異なるカーゴを運ぶという。 腫瘍が大きくなると、腫瘍内の細胞はアミノ酸などの主要な栄養素が不足し、これらのストレスを受けた細胞は、癌細胞によって作られた分子を搭載したRab11aエクソソームを生成する。研究を率いたDeborah Goberdhan 准教授（写真）によると、「これらの『悪いエクソソーム』は、周囲の他の細胞に成長を促進し、より攻撃的な細胞タイプの選択とより悪い結果につながる可能性がある。 Rab11aエクソソームの産生は、一部の患者が特定の治療に反応しない理由と、他の患者が治療法に

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ノースカロライナ州立大学の研究者は、毛髪の再生を促進する可能性のあるマイクロRNA（miRNA）を特定した。 このmiRNA（miR-218-5p）は、毛包の再生に関与するパスウェイの調節に重要な役割を果たしており、将来の薬剤開発の候補となる可能性がある。毛髪の成長は、毛包の成長サイクルを調節する真皮乳頭（dermal papillae）細胞の健康に依存する。 脱毛のための現在の治療は、侵襲的な手術から望ましい結果をもたらさない化学的治療に至るまで、費用がかかり、効果的でない場合がある。 最近の脱毛の研究によると、脱毛が起こっても毛包は消えず、収縮するだけである。 それらのサイトで真皮乳頭細胞を補充できれば、毛包は回復するかもしれない。ノースカロライナ州立大学獣医学部の再生医学で著名な教授でありノースカロライナ州/ UNCの生物医学工学部の教授であるKe Cheng博士が率いる研究チームは、真皮乳頭細胞を二次元培養と三次元細胞培養によるスフェロイドの両方で培養した。 この研究は、2020年7月24日にサイエンスアドバンスでオンライン公開された。このオープンアクセス論文は、「miR-218-5pを含む皮膚エクソソームは、β-カテニンシグナル伝達を調節することにより、毛髪の再生を促進する。（Dermal Exosomes Containing miR-218-5p Promote Hair Regeneration by Regulating β-catenin Signaling.）」と題されている。 スフェロイドは、細胞の自然な微小環境を効果的に再現する三次元の細胞構造だ。 Cheng博士は、毛髪の再生のマウスモデルで、二次元培養真皮乳頭細胞、三次元スフェロイド培養真皮乳頭細胞をケラチン足場に入れ、市販の脱毛治療用ミノキシジルで処理したマウスの毛がどれだけ早く再生

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いくつかの異なる種類の細菌が嚢胞性線維症 (CF: Cystic Fibrosis)の人々に肺感染症を引き起こす可能性がある。 肺炎を引き起こす可能性のある緑膿菌は、通常、乳幼児に感染し、生涯持続するが、バークホルデリアセパシア（Burkholderia cepacia）複合種は10代と成人にのみ感染する。バークホルデリア感染症は希だが、定着した場合には致命的だ。 現在、UNC微生物学および免疫学部の教授であるPeggy Cotter 博士が率いるUNC医学部の科学者らは、この病原体の明らかな年齢差別の理由を発見した。   2020年8月4日にオンラインでCell Host＆Microbeに掲載されたこの研究は、シュードモナスとバークホルデリアの両方がタイプVI分泌システム（T6SS）と呼ばれる有毒な兵器を使用して競合し、優位を確立していることを示している。 科学者がこの兵器を標的とする、または模倣して、細菌が患者の肺に回復不能な害を及ぼす前に細菌を倒すことができる可能性がある。 この論文は、「宿主の適応により、緑膿菌がバークホルデリアセパシアコンプレックスによるタイプVI分泌システムを介した捕食にかかりやすくなる（Host Adaptation Predisposes Pseudomonas aeruginosa to Type VI Secretion System-Mediated Predation by the Burkholderia cepacia Complex.）」と題されている。科学者らは、なぜバークホルデリアが乳幼児に感染しないのか長い間疑問に思ってきた。 筆頭著者で元Cotter ラボの大学院生であるAndrew Perault博士は、乳幼児から分離されたシュードモナス菌がモリのようなT6SSを使用して、バークホルデリアなどの競合する細菌に毒素を

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伝染性のまれな腫瘍によりタスマニアデビルは絶滅の危機に瀕しているが、ワシントン州立大学とシアトルのフレッドハッチンソン癌研究センターの科学者らによる新しい研究は、この動物の生存とヒトの癌の新しい治療への希望を示している。2020年8月1日にGeneticsのオンラインで公開されたこの研究では、野生のタスマニアデビルの伝染性癌の成長を抑制する単一の遺伝子変異（RASL11Aの活性化）が見付かった。 この論文は、「RASL11Aの活性化に関連するタスマニアデビルでの腫瘍の自然退縮（Spontaneous Tumor Regression in Tasmanian Devils Associated with RASL11A Activation.）」と題されている。 「この遺伝子は、ヒトの前立腺癌および結腸癌に関係している」とワシントン州立大学の生物科学教授であるAndrew Storfer博士は述べた。 「この調査結果は、世界の数少ないタスマニアデビルを救うのに役立つが、これらの結果はいつの日かヒトの健康につながる可能性もある。」Storfer博士とMark Margres博士が率いる研究チームは、現在ハーバード大学の博士研究員であり、自然に退行した、つまり、癌が自ら消え始めたdevil facial tumor disease（DFTD）症例のゲノムを調査した。 彼らは、腫瘍の退行に寄与する変異が遺伝子機能を変化させず、代わりに腫瘍の細胞増殖を遅らせる遺伝子をオンにしたことを発見して驚いた。 少なくとも、ラボではそのように動作する。 現在のヒトの癌治療は、多くの場合、毒性または衰弱により腫瘍のすべての痕跡を取り除くことに重点を置いていると、治療を通じて研究に貢献した癌生物学者でありフレッドハッチの教授であるDavid Hockenbery医師は述べている。「細胞毒性薬を

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ニュージーランド固有の爬虫類であるムカシトカゲのゲノムを配列決定するために、国際研究チームがマオリ族と連携した。2020年8月5日にNatureでオンラインで公開された研究は、この古代種の進化を理解するための基礎を築き、それを保護するための保全活動に情報を与えることができる。 このオープンアクセスの論文は「ムカシトカゲのゲノムが羊膜類進化の古代の特徴を明らかにする（The Tuatara Genome Reveals Ancient Features of Amniote Evolution.）」と題されている。この研究には、オタゴ大学（ニュージーランド）とヨーロッパ分子生物学研究所のヨーロッパバイオインフォマティクス研究所（EMBL-EBI）の共同研究者が参加した。   その小さな鱗状の体、先のとがった尾、そして爪のある足で、ムカシトカゲはすべてのトカゲのように時を刻んできたように見えるが、しかしそうではない。 この古代の爬虫類は、生命の樹で独自の進化を遂げた枝の唯一の生存者、ムカシトカゲ目（Sphenodontia）だ。これまで生物学者は、鳥、ワニ、カメとより密接に関連しているか、トカゲやヘビと共通の祖先に由来しているかなど、ムカシトカゲの進化の歴史についてはコンセンサスに達していなかった。 EMBL-EBIのEnsembl Compare Genomicsの分析リーダーであるMatthieu Muffato博士は、「我々の調査では、ムカシトカゲが約2億5000万年前にトカゲやヘビの祖先から分岐していることが確認されている」と述べている。 「この独立した進化の長い期間が、ムカシトカゲのゲノムが他の脊椎動物のゲノムと非常に異なっている理由を説明している。」「ムカシトカゲのゲノムは、ヒトゲノムよりもかなり大きく、独自の構成を持っている。これは、種に固有で既知の機能を持

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Edited by Michael D. O'Neill

Michael D. O'Neill

バイオクイックニュースは、サイエンスライターとして30年以上の豊富な経験があるマイケルD. オニールによって発行されている独立系科学ニュースメディアです。世界中のバイオニュース（生命科学・医学研究の動向）をタイムリーにお届けします。バイオクイックニュースは、現在160カ国以上に読者がおり、2010年から6年連続で米国APEX Award for Publication Excellenceを受賞しました。
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